JP3611214B2 - Power supply device and discharge lamp lighting device using the same - Google Patents
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Description
【0001】
【産業上の利用分野】
本発明は、電圧変動幅が広めのバッテリなどの電源を用いた電源装置及びこれを用いた放電灯点灯装置に関する。
【0002】
【従来の技術】
一般に、ラックトップ型ワードプロセッサ等のOA機器、車載用機器などでは、電源にバッテリ、電池といった電圧変動範囲が広いものを使わざるを得ない場合が少なくない。このような電源を用いた場合でも、電源装置としては何んらかの手段により供給電圧を安定化させる必要がある。例えば、ラックトップ型ワードプロセッサにおける液晶ディスプレイのバックライト用電源として用いる場合であれば、その輝度が安定していることが要求される。ここに、この種の電源は寿命等の関係で電源電圧が経時的に低下する点を考えると、供給電圧を低めに設定し、使用開始初期には供給電力を抑えるように制御するのが得策といえる。
【0003】
この点、このような電源を用いる場合であっても、通常の電源装置の場合と同様の安定化対策を施すことにより、安定化させることは可能である。例えば、バックライト用電源で考えた場合、バックライト(放電灯)を点灯させるためのインバータ回路に定電圧チョッパを組合せることや、インバータ回路の前段の電源ラインをON/OFFさせるPWM制御を組合せることができる。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、定電圧チョッパを組合せる方式は、この種の簡易型電源装置に用いるには部品点数が多く、効率の悪いものである。
【0005】
また、PWM制御による場合、変動幅の大きい電源電圧の変動がそのままインバータ回路に加わるため、インバータ回路が耐圧不良になりやすく、かといって、耐圧を上げた設計にするとコスト高となる。
【0006】
さらに、出力を可変して、例えば放電灯を調光しようとする場合、チョッパを用いれば比較的容易であるが、チョッパを用いた場合には、上述したような不都合がある。
【0007】
【課題を解決するための手段】
請求項1記載の発明では、電圧変動幅が広めのバッテリなどの電源を用いた電源装置において、前記電源の電源ラインに所定電圧以上の電圧分をカットして出力するトランジスタを有するドロッパ回路を設け、前記トランジスタをPWM制御する制御手段を設けた。
【0008】
請求項2記載の発明では、電圧変動幅が広めのバッテリなどの電源を用いた電源装置において、前記電源の電源ラインに所定電圧以上の電圧分をカットして出力するトランジスタを有するドロッパ回路を設け、負荷側の検出電圧に基づき前記ドロッパ回路出力部分の電圧を一定に維持するため前記トランジスタをスイッチング制御する制御回路を設けた。
【0009】
請求項3記載の発明では、このような電源装置を放電灯点灯用のインバータ回路の前段に接続した。
【0010】
【作用】
ドロッパ回路のトランジスタを利用し、これをPWM制御することにより出力を可変させることができ、例えば調光制御が可能となる。
【0011】
電源電圧が所定電圧以上の場合、所定電圧を超える分についてはドロッパ回路によりカットされて電圧変動幅の小さい電圧が供給される。このような変動幅の小さい状態で、さらに、制御手段によるフィードバック制御によりドロッパ回路中のトランジスタをON/OFFスイッチング制御することにより、安定した所定電圧の供給が可能となる。ここに、ドロップ動作を行なう素子とON/OFF動作する素子とは、一つのトランジスタで兼用されるため、簡単な構成で済む。
【0012】
特に、このような電源装置を放電灯点灯装置においてインバータ回路の前段に接続することにより、インバータ回路が電源電圧の変動の影響を殆ど受けないものとなり、耐圧の低めの安価なインバータ回路を用いながら、放電灯の輝度を安定化させることができる。
【0013】
【実施例】
本発明の一実施例を図面に基づいて説明する。本実施例は、例えばラックトップ型ワードプロセッサにおける液晶ディスプレイのバックライト用電源に適用したものであり、電圧変動幅の広めな電源1を持つ電源装置2に対してインバータ回路3を介して放電灯(ランプ)4が接続されている。
【0014】
前記電源装置2は電源1に対してドロッパ回路5と制御手段6とを付加したものである。ドロッパ回路5は電源ライン上に接続されたトランジスタ(FETを含む概念)7とこのトランジスタ7のコレクタ・ベース間に接続された抵抗8とトランジスタ7のベースと他方の電源ラインとの間に接続されたツェナダイオード9とにより構成されている。制御手段6は前記ツェナダイオード9に並列なトランジスタ10とこのトランジスタ10を入力電圧の大小に応じてPWM方式によりON/OFF制御する制御回路11とにより構成され、放電灯4側に設けた検出器12による検出電圧に基づき動作制御するものである。
【0015】
このような構成において、例えばインバータ回路3を入力電圧12V規格とし、電源1の電圧が初期段階で18Vあるような場合を想定する。このような場合、ツェナダイオード9のツェナ電圧は例えば15Vに設定される。すると、電源ラインに設けられたトランジスタ7はツェナ電圧15Vを超える分についてドロッパ動作、即ちA級動作なる抵抗的動作を示して消費カットし、オンデューティが100%の場合、インバータ回路3側には変動幅が小さなほぼ15Vの電圧が供給されることになる。しかしながら、トランジスタ10をPWM制御することによってトランジスタ7もPWM制御され、12Vの電圧(実効値)を出力する。このような電圧供給を受けて放電灯4はインバータ回路3により点灯されるが、この時のランプ電流が検出器12により検出され、制御回路11に送出される。制御回路11ではランプ電流に基づく検出電圧が高過ぎる場合には、PWM方式によりトランジスタ10をON/OFF制御することにより、トランジスタ7もON/OFF制御して、ランプ電圧が一定、即ちランプ輝度が一定になるように制御する。この場合、ドロッパ機能によりインバータ回路3に対する入力電圧の変動幅は小さくなっているので、トランジスタ10,7によるPWM制御は微調整的意味を持ち、極めて安定したものとなる。
【0016】
なお、制御手段6に入力する検出電圧を調光信号(図示せず)に変えれば、任意の調光点灯が得られることは容易に理解できる。この場合、負荷側の検出電圧に応じて微調整するか否かは任意である。
【0017】
このように、一つのトランジスタ7をドロッパとPWM制御のために兼用使用する簡単な構成にして、輝度の安定した或いは調光可能な放電灯点灯が可能となる。
【0018】
【発明の効果】
本発明は、上述したように構成したので、請求項1記載の発明によれば、電圧変動幅が広めのバッテリなどの電源を用いた電源装置において、電源の電源ラインに所定電圧以上の電圧分をカットして出力するトランジスタを有するドロッパ回路を設け、トランジスタをPWM制御する制御手段を設けたので、ドロッパ回路のトランジスタをPWM制御することで出力可変でき、調光制御等に適用でき、また、ドロップ動作を行なう素子とON/OFF動作する素子とを一つのトランジスタで兼用できるため、簡単な構成で済み、製造コストを低減できるものとなる。
【0019】
また、請求項2記載の発明によれば、電圧変動幅が広めのバッテリなどの電源の電源ラインに所定電圧以上の電圧分をカットして出力するトランジスタを有するドロッパ回路を設け、負荷側の検出電圧に基づき前記ドロッパ回路出力部分の電圧を一定に維持するため前記トランジスタをスイッチング制御する制御回路を設け、電源電圧が所定電圧以上の場合、所定電圧を超える分についてはドロッパ回路によりカットさせて電圧変動幅の小さい電圧を供給させ、かつ、このような変動幅の小さい状態で、さらに、制御回路によるフィードバック制御によりドロッパ回路中のトランジスタをON/OFFスイッチング制御することで、安定した所定電圧の供給を可能とすることができ、ドロップ動作を行なう素子とON/OFF動作する素子とを一つのトランジスタで兼用できるため、簡単な構成で済み、製造コストを低減できるものとなる。
【0020】
特に、請求項3記載の発明によれば、このような電源装置を放電灯点灯装置においてインバータ回路の前段に接続したので、インバータ回路が電源電圧の変動の影響を殆ど受けないものとなり、耐圧の低めの安価なインバータ回路を用いながら、放電灯の輝度を安定化させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施例を示す回路図である。
【符号の説明】
1 電源
2 電源装置
3 インバータ回路
4 放電灯
5 ドロッパ回路
6 制御手段
7 トランジスタ[0001]
[Industrial application fields]
The present invention relates to a power supply device using a power source such as a battery having a wide voltage fluctuation range and a discharge lamp lighting device using the same.
[0002]
[Prior art]
In general, in office automation equipment such as a rack-top type word processor, in-vehicle equipment, etc., there are many cases in which a power source having a wide voltage fluctuation range such as a battery or a battery must be used. Even when such a power supply is used, it is necessary for the power supply device to stabilize the supply voltage by some means. For example, when used as a backlight power source for a liquid crystal display in a rack-top type word processor, the luminance is required to be stable. Here, considering that the power supply voltage drops over time due to the lifespan of this type of power supply, it is advisable to set the supply voltage to a low value and to control the supply power at the beginning of use. It can be said.
[0003]
In this regard, even when such a power supply is used, it is possible to stabilize it by taking the same stabilization measures as in the case of a normal power supply device. For example, in the case of a backlight power supply, a constant voltage chopper is combined with an inverter circuit for lighting a backlight (discharge lamp), and PWM control for turning on / off a power supply line in the previous stage of the inverter circuit is combined. Can.
[0004]
[Problems to be solved by the invention]
However, the method of combining the constant voltage chopper has a large number of parts and is inefficient for use in this type of simplified power supply device.
[0005]
Further, in the case of PWM control, since the fluctuation of the power supply voltage having a large fluctuation width is directly applied to the inverter circuit, the inverter circuit is liable to have a breakdown voltage failure. However, the design with the increased breakdown voltage increases the cost.
[0006]
Further, when the output is varied and, for example, dimming a discharge lamp, it is relatively easy to use a chopper, but using a chopper has the disadvantages described above.
[0007]
[Means for Solving the Problems]
According to the first aspect of the present invention, in a power supply device using a power source such as a battery having a wide voltage fluctuation range, a dropper circuit having a transistor that cuts and outputs a voltage equal to or higher than a predetermined voltage is provided in the power source line of the power source. A control means for PWM controlling the transistor is provided.
[0008]
According to a second aspect of the present invention, in a power supply apparatus using a power source such as a battery having a wide voltage fluctuation range, a dropper circuit having a transistor that cuts and outputs a voltage equal to or higher than a predetermined voltage is provided in the power source line of the power source. A control circuit is provided for switching control of the transistor in order to keep the voltage at the output portion of the dropper circuit constant based on the detection voltage on the load side.
[0009]
In the invention according to claim 3, such a power supply device is connected to the previous stage of the inverter circuit for lighting the discharge lamp.
[0010]
[Action]
The output can be varied by using the transistor of the dropper circuit and performing PWM control on the transistor, and for example, dimming control can be performed.
[0011]
When the power supply voltage is equal to or higher than the predetermined voltage, the portion exceeding the predetermined voltage is cut by the dropper circuit, and a voltage with a small voltage fluctuation width is supplied. In such a state where the fluctuation range is small, the transistor in the dropper circuit is ON / OFF-switched by feedback control by the control means, so that a stable predetermined voltage can be supplied. Here, since the element that performs the drop operation and the element that performs the ON / OFF operation are shared by a single transistor, a simple configuration is sufficient.
[0012]
In particular, by connecting such a power supply device to the front stage of the inverter circuit in the discharge lamp lighting device, the inverter circuit is hardly affected by fluctuations in the power supply voltage, while using an inexpensive inverter circuit with a low withstand voltage. The brightness of the discharge lamp can be stabilized.
[0013]
【Example】
An embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings. This embodiment is applied to, for example, a power supply for a backlight of a liquid crystal display in a rack top type word processor, and a discharge lamp ( Lamp) 4 is connected.
[0014]
The power supply device 2 is obtained by adding a
[0015]
In such a configuration, for example, a case is assumed in which the inverter circuit 3 has an input voltage of 12 V standard and the voltage of the power source 1 is 18 V in the initial stage. In such a case, the Zener voltage of the Zener
[0016]
It can be easily understood that any dimming lighting can be obtained by changing the detection voltage input to the control means 6 to a dimming signal (not shown). In this case, whether or not to finely adjust according to the detection voltage on the load side is arbitrary.
[0017]
In this manner, a simple configuration in which one
[0018]
【The invention's effect】
Since the present invention is configured as described above, according to the first aspect of the present invention, in a power supply apparatus using a power source such as a battery having a wide voltage fluctuation range, a voltage component equal to or higher than a predetermined voltage is applied to the power source line of the power source. the provided dropper circuit having a transistor for outputting the cut, is provided with the control means for PWM control of the transistor, can be output variable by PWM control transistor dropper circuit, applied can be a dimming control or the like, also, Since the element that performs the drop operation and the element that performs the ON / OFF operation can be shared by one transistor, a simple configuration is required, and the manufacturing cost can be reduced .
[0019]
According to a second aspect of the present invention, a dropper circuit having a transistor that cuts and outputs a voltage equal to or higher than a predetermined voltage is provided on a power supply line of a power source such as a battery having a wide voltage fluctuation range, and detection on the load side In order to keep the voltage of the output part of the dropper circuit constant based on the voltage, a control circuit for switching control of the transistor is provided, and when the power supply voltage is equal to or higher than a predetermined voltage, the voltage exceeding the predetermined voltage is cut by the dropper circuit. Supplying a stable predetermined voltage by supplying a voltage with a small fluctuation range and performing ON / OFF switching control of the transistors in the dropper circuit by feedback control by the control circuit in such a state where the fluctuation range is small. An element that performs a drop operation and an element that performs an ON / OFF operation. Since it combined in one transistor, seen already with a simple configuration, and it can reduce the manufacturing cost.
[0020]
In particular, according to the invention described in claim 3, since such a power supply device is connected to the preceding stage of the inverter circuit in the discharge lamp lighting device, the inverter circuit is hardly affected by fluctuations in the power supply voltage, and the breakdown voltage is reduced. The luminance of the discharge lamp can be stabilized while using a low-priced inexpensive inverter circuit.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a circuit diagram showing an embodiment of the present invention.
[Explanation of symbols]
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Power supply 2 Power supply device 3 Inverter circuit 4
Claims (3)
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