JP3726636B2 - Power supply - Google Patents

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Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、電源装置に関するものであり、特に入力力率が高く、入力電流歪み改善機能を有する電源装置に関するものである。
【0002】
【従来の技術】
従来より、例えば図6に示すような電源装置が提供されている。この電源装置は、交流電源Eにフィルター回路1を介して接続され、交流電源Eを整流するダイオードブリッジからなる整流器DBと、整流器DBにインピーダンス回路4を介して接続され、整流器DBの出力電圧を平滑する平滑回路3と、整流器DBに並列接続されるFETなどのスイッチング素子Q1,Q2の直列回路を有し、平滑回路3により平滑された電圧を高周波電圧に変換して負荷に供給するハーフブリッジ型のインバータ回路2と、スイッチング素子Q1,Q2をオン/オフする制御回路20とを備えている。
【0003】
フィルター回路1は、コンデンサC7及びコモンモードフィルタたるトランスL3並びにノーマルモードフィルタたるインダクタL4からなり、交流電源Eからの高周波を阻止する。
【0004】
整流器DBの出力端間には、小容量のコンデンサC1が接続されており、整流器DBからの出力電圧は脈流電圧となる。
【0005】
インピーダンス回路4は、ダイオードD1,D2の直列回路と、ダイオードD2に並列接続されるコンデンサC2とを備え、ダイオードD1のカソードは整流器DBの低電位側出力端に接続され、ダイオードD2のアノードは、インバータ回路2の低電位側のスイッチング素子Q2に接続されている。このインピーダンス回路4により入力電流高調波歪を改善している。
【0006】
平滑回路3は、整流器DBに並列接続するコンデンサC5と、コンデンサC5に並列接続するインダクタL1及び平滑用コンデンサC3並びにダイオードD4の直列回路と、コンデンサC5及びインダクタL1の接続点にカソードが接続され、平滑用コンデンサC3及びダイオードD4の接続点にアノードが接続されるダイオードD5と、ダイオードD5のアノードにアノードが接続され、カソードがスイッチング素子Q1,Q2の接続点に接続されるダイオードD3とを備えている。また、ダイオードD4のアノードとコンデンサC5の接続点は、インピーダンス回路4を介して整流器DBの低電位側出力端に接続されるとともに接地され、インダクタL1とコンデンサC5の接続点は、整流器DBの高電位側出力端に接続されている。
【0007】
このような平滑回路3は、整流器DBの出力電圧が所定値よりも大きい期間に平滑用コンデンサC3を充電し、整流器DBの出力電圧が所定値以下になると平滑用コンデンサC3に充電された電荷を放電して整流器DBの出力電圧の谷部分を平滑する部分平滑回路であり、スイッチング素子Q2のオン/オフに伴って、いわゆる降圧チョッパ回路として動作する。スイッチング素子Q2がオンすると、交流電源E、フィルター回路1、整流器DB、インダクタL1、平滑用コンデンサC3、ダイオードD3、スイッチング素子Q2、コンデンサC2又はダイオードD2、ダイオードD1、整流器DB、フィルタ回路1、交流電源Eの経路で平滑用コンデンサC3に充電電流が流れ、平滑用コンデンサC3が充電される。この平滑用コンデンサC3への充電動作は、平滑用コンデンサC3の両端電圧に対し、整流器DBの出力電圧が高い場合にのみ行われる。平滑用コンデンサC3の放電は、整流器DBの出力電圧が平滑用コンデンサC3の両端電圧より低い場合に行われ、平滑用コンデンサC3からダイオードD4を介してコンデンサC5に電荷が放電され、コンデンサC5に蓄積される電荷がインバータ回路2に供給される電源として作用している。これにより、インバータ回路2の入力電源電圧としてのコンデンサC5の両端電圧Vdcは、交流電源Eの交流電源電圧Vsを全波整流した脈流電圧の谷部を平滑用コンデンサC3の直流電圧で谷埋めした、いわゆる部分平滑電源電圧となる。
【0008】
インバータ回路2は、スイッチング素子Q1,Q2の接続点およびダイオードD1,D2の接続点の間に直流カット用のコンデンサC4を介して1次巻線T1aが接続されるトランスT1を備え、負荷である放電灯La1,La2の直列回路は、トランスT1の2次巻線T1bに直流カット用のコンデンサC8を介して並列接続されている。また、放電灯La1,La2の直列回路にはコンデンサC6が並列接続されており、コンデンサC6の両端に発生する共振電圧が、インバータ回路2の出力電圧として放電灯La1,La2に供給される。
【0009】
上述のような電源装置の回路動作について以下に説明する。
【0010】
スイッチング素子Q1がオンになると、交流電源Eから、フィルター回路1、整流器DB、スイッチング素子Q1、トランスT1の1次巻線T1a、コンデンサC4、ダイオードD1、整流器DB、フィルター回路1、交流電源Eの経路で電流が流れる。スイッチング素子Q1がオフ、スイッチング素子Q2がオンになると、コンデンサC2,C4,C6,C8とトランスT1と放電灯La1,La2とから成る振動回路に蓄積されていたエネルギーにより、トランスT1、コンデンサC4,C2、スイッチング素子Q2の内蔵ダイオード、トランスT1の経路で回生電流が流れ、コンデンサC2には電荷が蓄積される。コンデンサC2の充電電圧と整流器DBの出力電圧(コンデンサC1の両端電圧)との合成電圧がコンデンサC5の両端電圧Vdcを越えると、コンデンサC1,C2の電荷がダイオードD1を介してコンデンサC5に充電される。
【0011】
そして、引き続きコンデンサC4を電源として、コンデンサC4、トランスT1、スイッチング素子Q2、コンデンサC2、コンデンサC4の経路で電流が流れ、コンデンサC2の充電電圧が0Vになると、ダイオードD2がオンとなる。スイッチング素子Q2がオフ、スイッチング素子Q1がオンになると、回生電流がトランスT1、スイッチング素子Q1の内蔵ダイオード、コンデンサC5、ダイオードD2、コンデンサC4、トランスT1の経路で流れる。その後、コンデンサC5、スイッチング素子Q1、トランスT1、コンデンサC4、コンデンサC2、コンデンサC5の経路で電流が流れて、コンデンサC2の充電が行われ、コンデンサC1とコンデンサC2とによる合成電圧がコンデンサC5の両端電圧Vdcを越えると、コンデンサC1,C2の電荷がコンデンサC5への充電電荷として供給され、再び交流電源E、フィルター回路1、整流器DB、スイッチング素子Q1、トランスT1、コンデンサC4、ダイオードD1、整流器DB、フィルター回路1、交流電源Eの経路で入力電流が流れる。以上のような動作を繰り返す。 即ち、スイッチング素子Q1,Q2のスイッチング動作によりコンデンサC2の充放電を繰り返し、コンデンサC2の充電電圧及び整流器DBの出力電圧の合成電圧とコンデンサC5の両端電圧Vdcとを、ダイオードD1が比較することによって交流電源Eから入力電流が供給される。
【0012】
ところで、上述の電源装置は、インピーダンス回路4の両端電圧Vfeから、交流電源電圧Vsの一周期の電圧変動を検知する第1の検知回路5aと、平滑回路3のコンデンサC5の両端電圧Vdcから交流電源電圧Vsの電圧変動を検知する第2の検知回路5bとを備え、制御回路20は、スイッチング素子Q1,Q2をオン/オフするドライブ回路21と、第2の検知回路5bの検知結果に応じて第1及び第2のスイッチング素子Q1,Q2のオンデューティを変化させる制御信号をドライブ回路21に出力するオンデューティ制御回路22と、第1の検知回路5aの検知結果に応じてスイッチング素子Q1,Q2の動作周波数を変化させる制御信号をオンデューティ制御回路22を介してドライブ回路21に出力する周波数制御回路23とを具備している。
【0013】
第1の検知回路5aは、整流器DBの低電位側出力端と周波数制御回路23の入力端との間に接続される抵抗R1からなり、第2の検知回路5bは、平滑回路3のコンデンサC5及びインダクタL1の接続点とデューティ制御回路22の入力端との間に接続される抵抗R2からなる。
【0014】
ここで、平滑回路3のコンデンサC5の両端電圧Vdcは、図7(b)に示すように、図7(a)に示す交流電源Eの交流電源電圧Vsを全波整流した脈流電圧の谷部(以下「電源谷部」と言う)を平滑した波形となり、第2の検知回路5bは、この電圧Vdcから交流電源電圧Vsの電圧変動を検知し、この電圧変動に応じてデューティ制御回路22は、ドライブ回路21を介してスイッチング素子Q1,Q2のオンデューティを変化させている。
【0015】
例えば図8(a)に示すように、交流電源電圧Vsの振幅が、図中実線で示す基準から点線で示すように大きく又は小さく変動したとき、つまり交流電源電圧Vsの実効値が変動したときには、電圧Vdcは、図8(b)に示すように交流電源電圧Vsの電圧変動に応じて、図中実線で示す基準から点線で示すように大きく又は小さく変動する。制御回路20のデューティ制御回路22は、この電圧Vdcが大きくなるとスイッチング素子Q1,Q2の導通期間のアンバランス度を大きくして放電灯La1,La2への供給電力を低減し、電圧Vdcが小さくなると導通期間のアンバランス度を小さくして供給電力を増加するように、電圧Vdcの変動に応じてスイッチング素子Q1,Q2のオンデューティを制御し、交流電源電圧Vsの実効値が変動したときにも放電灯La1,La2に安定した電力を供給している。
【0016】
また、インピーダンス回路4の両端電圧Vfeは、図7(b)に示すように、図7(a)に示す交流電源Eの交流電源電圧Vsを全波整流した脈流電圧の山部(以下「電源山部」と言う)には出力されず、電源谷部に略三角形状の波形で出力される。第1の検知回路5aは、この電圧Vfeから交流電源電圧Vsの一周期のゼロクロス付近での電圧変動を検知し、周波数制御回路23は、この電圧変動に応じてドライブ回路21を介してスイッチング素子Q1,Q2の動作周波数を変化させている。これにより、電源谷部で電圧Vdcの電圧値が低下したときにも、制御回路20は、電圧Vfeの電圧値の増加に応じてスイッチング素子Q1,Q2の動作周波数を電源山部の動作周波数より高くして、入力電流(ランプ電流)の低下又は歪みを生じさせず、入力力率を高くするとともに、インバータ回路2が進相動作するのを抑制することができる。
【0017】
上述のように、上記従来の電源装置は、制御回路20にデューティ制御回路22と周波数制御回路23とを具備するとともに、第1及び第2の検知回路5a,5bを備えているので、デューティ制御と周波数制御とを組み合わせて、交流電源電圧Vsの電圧変動に対する出力変動を抑える出力変動抑制効果、及び電源谷部における進相動作抑制効果を有している。
【0018】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、オンデューティを変化させると、定常動作時のオンデューティがアンバランスとなって、放電灯La1,La2に直流成分が重畳され、放電灯La1,La2の陽極となるフィラメントの付近で輝度が低下するカタホレシス現象を引き起こしてしまうという問題があった。
【0019】
カタホレシス現象の発生を防止するためにオンデューティを約50%に固定し、放電灯La1,La2に直流成分が重畳しないようにすることが有効と考えられる。しかし、オンデューティを固定してしまうと交流電源電圧Vsの変動に対する出力変動抑制効果が得られなくなる。
【0020】
本発明は上記問題点の解決を目的とするものであり、カタホレシス現象の発生を防止し、交流電源電圧が変動したときの出力変動を抑えるとともにインバータ回路の進相動作を抑制する電源装置を提供する。
【0021】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、請求項1の発明は、交流電源を整流する整流器と、整流器にインピーダンス要素を介して接続され、整流器の出力電圧を平滑する平滑回路と、少なくとも1つのスイッチング素子を有し、平滑回路により平滑された電圧を高周波電圧に変換して負荷に供給するインバータ回路と、スイッチング素子をオン/オフする制御回路と、交流電源電圧の一周期の電圧変動を検知する第1の検知回路と、交流電源電圧の電圧変動を検知する第2の検知回路とを備え、平滑回路は平滑用コンデンサを有して、整流器の出力電圧が所定値よりも大きい期間に平滑用コンデンサを充電し、整流器の出力電圧が所定値以下になると平滑用コンデンサに充電された電荷を放電して整流器の出力電圧の谷部分を平滑する部分平滑回路であって、制御回路は、スイッチング素子のオンデューティを略一定に保ち、スイッチング素子の動作周波数を第1の検知回路の検知結果に応じて第1の変化率で変化させるとともに、第2の検知回路の検知結果に応じて第2の変化率で変化させ、第2の変化率に対する第1の変化率の割合を、交流電源電圧の一周期での平滑回路の出力電圧変動幅に対する平滑された部分の電圧の割合に略等しくすることを特徴とし、オンデューティを略一定に保つことによりカタホレシス現象の発生を防止し、また、第1の検知回路の検知結果に応じてスイッチング素子の動作周波数を変化させ、第2の変化率に対する第1の変化率の割合を、交流電源電圧の一周期での平滑回路の出力電圧変動幅に対する平滑された部分の電圧の割合に略等しくすることによって、インバータ回路の進相動作を抑制することができ、さらに、第2の検知回路の検知結果に応じてスイッチング素子の動作周波数を変化させることによって、交流電源電圧が変動したときの出力変動を抑えることができる。
【0024】
請求項の発明は、請求項1の発明において、インバータ回路は、2つのスイッチング素子の直列回路が整流器に並列接続されたハーフブリッジ型のインバータ回路であって、制御回路は、それぞれのスイッチング素子のオンデューティを約50%とすることを特徴とし、スイッチング素子のオンデューティを約50%とすることによって、カタホレシス現象の発生をより確実に防止することができる。
【0025】
請求項の発明は、請求項1又は2の発明において、第1の検知回路は、交流電源電圧の一周期の電圧変動をインピーダンス要素の両端電圧から検知することを特徴とし、請求項1又は2の発明と同様の作用を奏する。
【0026】
請求項の発明は、請求項1〜の何れかの発明において、第2の検知回路は、交流電源電圧の電圧変動を平滑回路の両端電圧から検知することを特徴とし、請求項1〜の何れかの発明と同様の作用を奏する。
【0027】
請求項の発明は、請求項1又は2の発明において、第1及び第2の検知回路は、平滑回路の出力端と、整流器のインピーダンス要素に接続された出力端との間に印加される電圧を分圧し、分圧された電圧を制御回路に出力する分圧回路からなることを特徴とし、第1及び第2の検知回路が、それぞれの機能を兼ね備えた分圧回路からなることによって、制御回路の入力端を1つにして装置の構成を簡単にすることができる。
【0028】
【発明の実施の形態】
(実施形態1)
本実施形態における基本構成は従来例と共通するために共通する部分については同一の符号を付して説明を省略し、本実施形態の特徴となる部分についてのみ詳細に説明する。
【0029】
本実施形態の制御回路10は、図1及び図2に示すように、スイッチング素子Q1,Q2をオン/オフするドライブ回路11と、第1及び第2の検知回路5a,5bの検知結果に応じて第1及び第2のスイッチング素子Q1,Q2の動作周波数を変化させる制御信号をドライブ回路11に出力する周波数制御回路13とを具備し、スイッチング素子Q1,Q2のオンデューティを略一定に保つ。
【0030】
第1の検知回路5aは、従来例と同様にインピーダンス回路4の両端電圧Vfeから、交流電源電圧Vsの一周期の電圧変動を検知し、検知された電圧変動に応じて電圧が大きくなると増加し、逆に電圧が小さくなると減少する第1の変調電流を制御回路10の周波数制御回路13に出力する。また電圧Vfeは、従来例と同様に電源山部で最小、電源谷部で最大となるので、これに応じて第1の変調電流も電源山部で最小、電源谷部で最大となる。
【0031】
制御回路10の周波数制御回路13は、第1の変調電流の電流値変動から、スイッチング素子Q1,Q2の動作周波数を第1の検知回路5aの検知結果に応じて第1の変化率で変化させる。なお、第1の変化率は、スイッチング素子Q1,Q2の動作周波数の変動幅を、検知回路5aにより検知された電圧の変動幅で除した値である。
【0032】
このような周波数制御回路13により、スイッチング素子Q1,Q2の動作周波数は、電源山部で低く、電源谷部で高くなるように制御され、電源谷部でのインバータ回路の進相動作を抑制することができる。
【0033】
第2の検知回路5bは、従来例と同様に平滑回路3の両端電圧Vdcから、交流電源電圧Vsの電圧変動を検知し、検知された電圧変動に応じて電圧が大きくなると増加し、逆に電圧が小さくなると減少する第2の変調電流を制御回路10の周波数制御回路13に出力する。
【0034】
制御回路10の周波数制御回路13は、第2の変調電流の電流値変動から、スイッチング素子Q1,Q2の動作周波数を第2の検知回路5bの検知結果に応じて第2の変化率で変化させる。なお、第2の変化率は、スイッチング素子Q1,Q2の動作周波数の変動幅を、検知回路5bにより検知された電圧の変動幅で除した値である。
【0035】
このような周波数制御回路13は、交流電源電圧Vsの振幅が大きくなって実効値が大きくなったとき、第2の変調電流の増加によりスイッチング素子Q1,Q2の動作周波数を高くし、交流電源Eの振幅が小さくなって実効値が小さくなったときには、第2の変調電流の減少によりスイッチング素子Q1,Q2の動作周波数を低くして、交流電源電圧Vsの実効値の変動による出力変動を抑えることができる。
【0036】
さらに、装置の動作中、オンデューティを常に略一定にすることによって、カタホレシス現象の発生を防止することができ、例えばオンデューティを約50%にすることによって、より確実にカタホレシス現象の発生を防止することができる。
【0037】
ところで従来例の制御回路20は、図7(b)に示したように、電圧Vfeの電源谷部と電源山部での変動幅がVs1であるとき、電源谷部での動作周波数を、最大Vs1の変動分だけ電源山部での動作周波数から高くすることにより、電源谷部での進相動作を抑制していた。
【0038】
ここで単に、電圧Vdc及び電圧Vfeのそれぞれの変動に応じてスイッチング素子Q1,Q2の動作周波数を変化させると、図3に示すように、電源谷部での電圧Vfeの最大値と、電源山部での電圧Vdcの最大値との差Vs2はVs1よりも小さくなる。これにより、電源谷部での動作周波数を、Vs1より小さいVs2までの変動分しか電源山部の動作周波数から高くすることができないこととなり、進相動作を十分に抑制することができないことがある。
【0039】
そこで第1の変化率を第2の変化率よりも大きくして、電源谷部でのスイッチング素子Q1,Q2の動作周波数を高くすれば、例えばVs2を、図4に示すように、Vs1に相当するVs3まで増加させたときに流れる第1の変調電流の電源谷部と電源山部での電流値の差分を確保したのと同様の効果が得られ、進相動作を十分に抑制することができる。
【0040】
また、本実施形態では、第2の変化率に対する第1の変化率の割合を、交流電源電圧Vsの一周期での平滑回路3の出力電圧変動幅に対する平滑された部分の電圧の割合に略等しくしている。ここで、交流電源電圧Vsの一周期での平滑回路3の出力電圧変動幅は、交流電源電圧Vsの一周期での電圧Vdcの最大値と最小値との差であって、平滑回路3の平滑された部分の電圧は、電圧Vdcの電源谷部での最小値である。例えば、電圧Vdcの最大値に対する電源谷部の電圧値(最小値)の割合をn%、第1及び第2の変化率をそれぞれf1,f2とすると、f1:f2=n:(100−n)の関係を満たすように第1及び第2の変化率を設定する。これにより進相動作を十分に抑制することができる。
【0041】
本実施形態の第1及び第2の検知回路5a,5bは、図5に示すように、平滑回路3の高電位側出力端と、整流器DBのインピーダンス回路4に接続された低電位側出力端との間に印加される電圧を分圧し、分圧された電圧を制御回路10の周波数制御回路13に出力する分圧回路6からなる。
【0042】
分圧回路6は、整流器DBおよびインピーダンス回路4のダイオードD1の接続点に一端が接続された抵抗3と、平滑回路3のインダクタL1およびコンデンサC5の接続点に一端が接続された抵抗4との直列回路からなり、抵抗R3,R4の接続点は、制御回路10の周波数制御回路13の入力端に接続されている。
【0043】
この分圧回路6は、交流電源電圧Vsの一周期の電圧変動と、交流電源電圧Vsの電圧変動とを、電圧Vdcと電圧Vfeとの差から検知し、この電圧Vdcと電圧Vfeとの差に略比例した電圧値を有する電圧を周波数制御回路13に出力する。これにより、第1及び第2の変調電流がそれぞれ抵抗R3,R4を介して周波数制御回路13に出力される。周波数制御回路13は、1つの入力端から第1及び第2の変調電流が入力され、実施形態1と同様に第1及び第2の変調電流から、交流電源電圧Vsの一周期の電圧変動と、交流電源電圧Vsの電圧変動とに応じてスイッチング素子Q1,Q2の動作周波数を変化させる。
【0044】
本実施形態では、第1及び第2の検知回路5a,5bが、それぞれの機能を兼ね備えた分圧回路6からなることによって、制御回路10の周波数制御回路13の入力端を1つにして装置の構成を簡単にすることができる。
【0045】
また、本実施形態においても実施形態1と同様、第2の変化率に対する第1の変化率の割合を、交流電源電圧Vsの一周期での平滑回路3の出力電圧変動幅に対する平滑された部分の電圧の割合に略等しくしているすなわち、分圧回路6の抵抗R3,R4のそれぞれの抵抗値は、f1:f2=n:(100−n)の関係を満たすように設定されている
【0046】
【発明の効果】
請求項1の発明は、交流電源を整流する整流器と、整流器にインピーダンス要素を介して接続され、整流器の出力電圧を平滑する平滑回路と、少なくとも1つのスイッチング素子を有し、平滑回路により平滑された電圧を高周波電圧に変換して負荷に供給するインバータ回路と、スイッチング素子をオン/オフする制御回路と、交流電源電圧の一周期の電圧変動を検知する第1の検知回路と、交流電源電圧の電圧変動を検知する第2の検知回路とを備え、平滑回路は平滑用コンデンサを有して、整流器の出力電圧が所定値よりも大きい期間に平滑用コンデンサを充電し、整流器の出力電圧が所定値以下になると平滑用コンデンサに充電された電荷を放電して整流器の出力電圧の谷部分を平滑する部分平滑回路であって、制御回路は、スイッチング素子のオンデューティを略一定に保ち、スイッチング素子の動作周波数を第1の検知回路の検知結果に応じて第1の変化率で変化させるとともに、第2の検知回路の検知結果に応じて第2の変化率で変化させ、第2の変化率に対する第1の変化率の割合を、交流電源電圧の一周期での平滑回路の出力電圧変動幅に対する平滑された部分の電圧の割合に略等しくするので、オンデューティを略一定に保つことによりカタホレシス現象の発生を防止し、また、第1の検知回路の検知結果に応じてスイッチング素子の動作周波数を変化させ、第2の変化率に対する第1の変化率の割合を、交流電源電圧の一周期での平滑回路の出力電圧変動幅に対する平滑された部分の電圧の割合に略等しくすることによって、インバータ回路の進相動作を抑制することができ、さらに、第2の検知回路の検知結果に応じてスイッチング素子の動作周波数を変化させることによって、交流電源電圧が変動したときの出力変動を抑えることができるという効果がある。
【0049】
請求項の発明は、インバータ回路は、2つのスイッチング素子の直列回路が整流器に並列接続されたハーフブリッジ型のインバータ回路であって、制御回路は、それぞれのスイッチング素子のオンデューティを約50%とするので、カタホレシス現象の発生をより確実に防止することができるという効果がある。
【0050】
請求項の発明は、第1の検知回路は、交流電源電圧の一周期の電圧変動をインピーダンス要素の両端電圧から検知するので、請求項1又は2の発明と同様の効果を奏する。
【0051】
請求項の発明は、第2の検知回路は、交流電源電圧の電圧変動を平滑回路の両端電圧から検知するので、請求項1〜の何れかの発明と同様の効果を奏する。
【0052】
請求項の発明は、第1及び第2の検知回路は、平滑回路の出力端と、整流器のインピーダンス要素に接続された出力端との間に印加される電圧を分圧し、分圧された電圧を制御回路に出力する分圧回路からなるので、制御回路の入力端を1つにして装置の構成を簡単にすることができるという効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図1】実施形態1を示すブロック図である。
【図2】同上の回路図である。
【図3】同上の比較用の動作説明図である。
【図4】同上の他の比較用の動作説明図である。
【図5】実施形態2を示す回路図である。
【図6】従来例を示す回路図である。
【図7】同上の動作説明図である。
【図8】同上の他の動作説明図である。
【符号の説明】
1 フィルタ回路
2 インバータ回路
3 平滑回路
4 インピーダンス回路
5a 第1の検出回路
5b 第2の検出回路
10 制御回路
11 ドライブ回路
13 周波数制御回路
DB 整流器
E 交流電源
[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a power supply device, and particularly to a power supply device having a high input power factor and a function of improving input current distortion.
[0002]
[Prior art]
Conventionally, for example, a power supply device as shown in FIG. 6 has been provided. This power supply device is connected to the AC power source E via the filter circuit 1 and connected to the rectifier DB composed of a diode bridge for rectifying the AC power source E, and connected to the rectifier DB via the impedance circuit 4 and outputs the output voltage of the rectifier DB. A half bridge that has a smoothing circuit 3 for smoothing and a series circuit of switching elements Q1 and Q2 such as FETs connected in parallel to the rectifier DB, converts the voltage smoothed by the smoothing circuit 3 into a high-frequency voltage and supplies it to a load Type inverter circuit 2 and a control circuit 20 for turning on / off switching elements Q1, Q2.
[0003]
The filter circuit 1 includes a capacitor C7, a transformer L3 as a common mode filter, and an inductor L4 as a normal mode filter, and blocks high frequency from the AC power source E.
[0004]
A small-capacitance capacitor C1 is connected between the output terminals of the rectifier DB, and the output voltage from the rectifier DB becomes a pulsating voltage.
[0005]
The impedance circuit 4 includes a series circuit of diodes D1 and D2, and a capacitor C2 connected in parallel to the diode D2. The cathode of the diode D1 is connected to the low potential side output terminal of the rectifier DB, and the anode of the diode D2 is The inverter circuit 2 is connected to the switching element Q2 on the low potential side. The impedance circuit 4 improves the input current harmonic distortion.
[0006]
The smoothing circuit 3 includes a capacitor C5 connected in parallel to the rectifier DB, a series circuit of an inductor L1 and a smoothing capacitor C3 and a diode D4 connected in parallel to the capacitor C5, and a cathode connected to a connection point of the capacitor C5 and the inductor L1. A diode D5 whose anode is connected to the connection point of the smoothing capacitor C3 and the diode D4, and a diode D3 whose anode is connected to the anode of the diode D5 and whose cathode is connected to the connection point of the switching elements Q1 and Q2 are provided. Yes. The connection point between the anode of the diode D4 and the capacitor C5 is connected to the low potential side output terminal of the rectifier DB via the impedance circuit 4 and is grounded, and the connection point between the inductor L1 and the capacitor C5 is the high point of the rectifier DB. It is connected to the potential side output terminal.
[0007]
Such a smoothing circuit 3 charges the smoothing capacitor C3 during a period in which the output voltage of the rectifier DB is larger than a predetermined value, and charges the smoothing capacitor C3 when the output voltage of the rectifier DB falls below a predetermined value. This is a partial smoothing circuit that discharges and smoothes the valley of the output voltage of the rectifier DB, and operates as a so-called step-down chopper circuit when the switching element Q2 is turned on / off. When the switching element Q2 is turned on, the AC power supply E, filter circuit 1, rectifier DB, inductor L1, smoothing capacitor C3, diode D3, switching element Q2, capacitor C2 or diode D2, diode D1, rectifier DB, filter circuit 1, AC A charging current flows through the smoothing capacitor C3 through the path of the power source E, and the smoothing capacitor C3 is charged. The charging operation to the smoothing capacitor C3 is performed only when the output voltage of the rectifier DB is higher than the voltage across the smoothing capacitor C3. The smoothing capacitor C3 is discharged when the output voltage of the rectifier DB is lower than the voltage across the smoothing capacitor C3. The electric charge is discharged from the smoothing capacitor C3 to the capacitor C5 via the diode D4 and accumulated in the capacitor C5. The generated electric charge acts as a power source supplied to the inverter circuit 2. As a result, the voltage Vdc across the capacitor C5 as the input power supply voltage of the inverter circuit 2 is valley-filled with the DC voltage of the smoothing capacitor C3 in the valley portion of the pulsating voltage obtained by full-wave rectifying the AC power supply voltage Vs of the AC power supply E. The so-called partially smoothed power supply voltage is obtained.
[0008]
The inverter circuit 2 includes a transformer T1 having a primary winding T1a connected between a connection point of the switching elements Q1 and Q2 and a connection point of the diodes D1 and D2 via a DC cut capacitor C4, and is a load. The series circuit of the discharge lamps La1 and La2 is connected in parallel to the secondary winding T1b of the transformer T1 via a DC cut capacitor C8. Further, a capacitor C6 is connected in parallel to the series circuit of the discharge lamps La1 and La2, and the resonance voltage generated at both ends of the capacitor C6 is supplied to the discharge lamps La1 and La2 as the output voltage of the inverter circuit 2.
[0009]
The circuit operation of the power supply device as described above will be described below.
[0010]
When the switching element Q1 is turned on, from the AC power source E, the filter circuit 1, the rectifier DB, the switching element Q1, the primary winding T1a of the transformer T1, the capacitor C4, the diode D1, the rectifier DB, the filter circuit 1, and the AC power source E Current flows through the path. When the switching element Q1 is turned off and the switching element Q2 is turned on, the transformer T1, the capacitor C4, and the capacitors C4, C4, C6, C8, the transformer T1, the capacitor C4, and the discharge lamp La1, La2 are used. A regenerative current flows through the path of C2, the built-in diode of the switching element Q2, and the transformer T1, and charges are accumulated in the capacitor C2. When the combined voltage of the charging voltage of the capacitor C2 and the output voltage of the rectifier DB (the voltage across the capacitor C1) exceeds the voltage Vdc across the capacitor C5, the charges of the capacitors C1 and C2 are charged into the capacitor C5 via the diode D1. The
[0011]
Then, using the capacitor C4 as a power source, a current flows through the path of the capacitor C4, the transformer T1, the switching element Q2, the capacitor C2, and the capacitor C4. When the charging voltage of the capacitor C2 becomes 0 V, the diode D2 is turned on. When the switching element Q2 is turned off and the switching element Q1 is turned on, a regenerative current flows through the path of the transformer T1, the built-in diode of the switching element Q1, the capacitor C5, the diode D2, the capacitor C4, and the transformer T1. Thereafter, a current flows through the path of the capacitor C5, the switching element Q1, the transformer T1, the capacitor C4, the capacitor C2, and the capacitor C5, the capacitor C2 is charged, and the combined voltage of the capacitor C1 and the capacitor C2 is generated across the capacitor C5. When the voltage Vdc is exceeded, the charges of the capacitors C1 and C2 are supplied as charge to the capacitor C5, and again the AC power supply E, the filter circuit 1, the rectifier DB, the switching element Q1, the transformer T1, the capacitor C4, the diode D1, and the rectifier DB. The input current flows through the path of the filter circuit 1 and the AC power source E. The above operation is repeated. That is, the charging and discharging of the capacitor C2 is repeated by the switching operation of the switching elements Q1 and Q2, and the diode D1 compares the combined voltage of the charging voltage of the capacitor C2 and the output voltage of the rectifier DB with the voltage Vdc across the capacitor C5. An input current is supplied from the AC power source E.
[0012]
By the way, the above-described power supply apparatus is configured such that the first detection circuit 5a that detects a voltage fluctuation in one cycle of the AC power supply voltage Vs from the both-ends voltage Vfe of the impedance circuit 4, and the AC from the both-ends voltage Vdc of the capacitor C5 of the smoothing circuit 3. The control circuit 20 includes a drive circuit 21 for turning on / off the switching elements Q1 and Q2 and a detection result of the second detection circuit 5b. The on-duty control circuit 22 that outputs a control signal for changing the on-duty of the first and second switching elements Q1 and Q2 to the drive circuit 21, and the switching elements Q1 and Q2 according to the detection result of the first detection circuit 5a Frequency control circuit 2 for outputting a control signal for changing the operating frequency of Q2 to the drive circuit 21 via the on-duty control circuit 22 It is provided with a door.
[0013]
The first detection circuit 5a includes a resistor R1 connected between the low potential side output terminal of the rectifier DB and the input terminal of the frequency control circuit 23, and the second detection circuit 5b includes the capacitor C5 of the smoothing circuit 3. And a resistor R2 connected between the connection point of the inductor L1 and the input end of the duty control circuit 22.
[0014]
Here, the voltage Vdc across the capacitor C5 of the smoothing circuit 3 is a valley of a pulsating voltage obtained by full-wave rectifying the AC power supply voltage Vs of the AC power supply E shown in FIG. The second detection circuit 5b detects the voltage fluctuation of the AC power supply voltage Vs from the voltage Vdc, and the duty control circuit 22 according to the voltage fluctuation. Changes the on-duty of the switching elements Q1, Q2 via the drive circuit 21.
[0015]
For example, as shown in FIG. 8 (a), when the amplitude of the AC power supply voltage Vs fluctuates large or small as shown by the dotted line from the reference indicated by the solid line in the figure, that is, when the effective value of the AC power supply voltage Vs fluctuates. The voltage Vdc fluctuates large or small as shown by the dotted line from the reference shown by the solid line in the figure according to the voltage fluctuation of the AC power supply voltage Vs as shown in FIG. When the voltage Vdc increases, the duty control circuit 22 of the control circuit 20 increases the degree of imbalance during the conduction period of the switching elements Q1 and Q2 to reduce the power supplied to the discharge lamps La1 and La2, and when the voltage Vdc decreases. Even when the on-duty of the switching elements Q1 and Q2 is controlled according to the fluctuation of the voltage Vdc so that the degree of imbalance in the conduction period is reduced and the supplied power is increased, the effective value of the AC power supply voltage Vs also fluctuates. Stable power is supplied to the discharge lamps La1 and La2.
[0016]
Further, as shown in FIG. 7B, the both-end voltage Vfe of the impedance circuit 4 is a peak portion of a pulsating voltage obtained by full-wave rectification of the AC power supply voltage Vs of the AC power supply E shown in FIG. Is output to the power source trough with a substantially triangular waveform. The first detection circuit 5a detects a voltage fluctuation near the zero cross of one cycle of the AC power supply voltage Vs from the voltage Vfe, and the frequency control circuit 23 switches the switching element via the drive circuit 21 according to the voltage fluctuation. The operating frequencies of Q1 and Q2 are changed. As a result, even when the voltage value of the voltage Vdc drops in the power source valley portion, the control circuit 20 causes the operating frequency of the switching elements Q1, Q2 to be higher than the operating frequency of the power source peak portion as the voltage value of the voltage Vfe increases. The input power factor can be increased without increasing or decreasing the input current (lamp current), and the inverter circuit 2 can be prevented from performing a phase advance operation.
[0017]
As described above, the conventional power supply device includes the duty control circuit 22 and the frequency control circuit 23 in the control circuit 20, and the first and second detection circuits 5a and 5b. And frequency control are combined to have an output fluctuation suppressing effect that suppresses output fluctuations with respect to voltage fluctuations of the AC power supply voltage Vs, and a phase advance operation suppressing effect in the power source troughs.
[0018]
[Problems to be solved by the invention]
However, when the on-duty is changed, the on-duty at the time of steady operation becomes unbalanced, the direct current component is superimposed on the discharge lamps La1 and La2, and the brightness decreases in the vicinity of the filaments serving as the anodes of the discharge lamps La1 and La2. There was a problem of causing a cataphoresis phenomenon.
[0019]
In order to prevent the occurrence of the cataphoresis phenomenon, it is considered effective to fix the on-duty to about 50% and prevent the DC component from being superimposed on the discharge lamps La1 and La2. However, if the on-duty is fixed, the output fluctuation suppressing effect against fluctuations in the AC power supply voltage Vs cannot be obtained.
[0020]
The present invention aims to solve the above-described problems, and provides a power supply apparatus that prevents the occurrence of a cataphoresis phenomenon, suppresses output fluctuation when the AC power supply voltage fluctuates, and suppresses the phase advance operation of the inverter circuit. To do.
[0021]
[Means for Solving the Problems]
To achieve the above object, the invention of claim 1 includes a rectifier that rectifies an AC power supply, a smoothing circuit that is connected to the rectifier via an impedance element and smoothes the output voltage of the rectifier, and at least one switching element. An inverter circuit that converts the voltage smoothed by the smoothing circuit into a high-frequency voltage and supplies the high-frequency voltage to the load; a control circuit that turns on and off the switching element; and a first that detects voltage fluctuation in one cycle of the AC power supply voltage And a second detection circuit that detects voltage fluctuations in the AC power supply voltage, The smoothing circuit has a smoothing capacitor and charges the smoothing capacitor during a period when the output voltage of the rectifier is larger than a predetermined value. When the output voltage of the rectifier falls below the predetermined value, the charge charged in the smoothing capacitor is discharged. A partial smoothing circuit for smoothing the valley of the output voltage of the rectifier, The control circuit keeps the on-duty of the switching element substantially constant and sets the operating frequency of the switching element. The first change rate is changed according to the detection result of the first detection circuit, the first change rate is changed according to the detection result of the second detection circuit, and the first change rate with respect to the second change rate is changed. The rate of change rate is made approximately equal to the rate of the smoothed portion voltage to the output voltage fluctuation width of the smoothing circuit in one cycle of the AC power supply voltage. By preventing the occurrence of cataphoresis by keeping the on-duty substantially constant, Also, The operating frequency of the switching element is changed according to the detection result of the first detection circuit. By making the ratio of the first rate of change to the second rate of change approximately equal to the ratio of the smoothed portion voltage to the output voltage fluctuation width of the smoothing circuit in one cycle of the AC power supply voltage, The phase advance operation of the inverter circuit can be suppressed. ,further, By changing the operating frequency of the switching element according to the detection result of the second detection circuit, output fluctuation when the AC power supply voltage fluctuates can be suppressed.
[0024]
Claim 2 The invention of claim 1's In the invention, the inverter circuit is a half-bridge type inverter circuit in which a series circuit of two switching elements is connected in parallel to a rectifier, and the control circuit sets the on-duty of each switching element to about 50%. As a feature, by making the on-duty of the switching element about 50%, the occurrence of the cataphoresis phenomenon can be prevented more reliably.
[0025]
Claim 3 The invention of claim 1 or 2 In the invention, the first detection circuit detects a voltage fluctuation of one cycle of the AC power supply voltage from the voltage across the impedance element. 1 or 2 The same effect as that of the present invention can be obtained.
[0026]
Claim 4 The invention of claim 1 to claim 1 3 In any one of the inventions, the second detection circuit detects a voltage fluctuation of the AC power supply voltage from a voltage across the smoothing circuit. 3 The same effect as any one of the inventions is achieved.
[0027]
Claim 5 The invention of claim 1 or 2 In the present invention, the first and second detection circuits divide the voltage applied between the output terminal of the smoothing circuit and the output terminal connected to the impedance element of the rectifier, and control the divided voltage. It is characterized by comprising a voltage dividing circuit that outputs to the circuit, and the first and second detection circuits are constituted by voltage dividing circuits having both functions, so that the input terminal of the control circuit is made one. The configuration can be simplified.
[0028]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
(Embodiment 1)
Since the basic configuration in the present embodiment is the same as that of the conventional example, common portions are denoted by the same reference numerals, description thereof is omitted, and only the portions that characterize the present embodiment will be described in detail.
[0029]
As shown in FIGS. 1 and 2, the control circuit 10 according to the present embodiment corresponds to the detection results of the drive circuit 11 for turning on / off the switching elements Q1 and Q2 and the first and second detection circuits 5a and 5b. And a frequency control circuit 13 for outputting a control signal for changing the operating frequency of the first and second switching elements Q1, Q2 to the drive circuit 11, and the on-duty of the switching elements Q1, Q2 is kept substantially constant.
[0030]
The first detection circuit 5a detects a voltage fluctuation of one cycle of the AC power supply voltage Vs from the both-ends voltage Vfe of the impedance circuit 4 as in the conventional example, and increases when the voltage increases according to the detected voltage fluctuation. Conversely, the first modulation current, which decreases as the voltage decreases, is output to the frequency control circuit 13 of the control circuit 10. Similarly to the conventional example, the voltage Vfe is the minimum at the power supply peak and the maximum at the power supply valley, and accordingly, the first modulation current is also minimum at the power supply peak and maximum at the power supply valley.
[0031]
The frequency control circuit 13 of the control circuit 10 changes the operating frequency of the switching elements Q1 and Q2 at a first rate of change according to the detection result of the first detection circuit 5a based on the current value fluctuation of the first modulation current. . The first rate of change is a value obtained by dividing the fluctuation range of the operating frequency of the switching elements Q1 and Q2 by the fluctuation range of the voltage detected by the detection circuit 5a.
[0032]
By such a frequency control circuit 13, the operating frequency of the switching elements Q1 and Q2 is controlled to be low at the power source peak and high at the power source trough, thereby suppressing the phase advance operation of the inverter circuit at the power source trough. be able to.
[0033]
The second detection circuit 5b detects the voltage fluctuation of the AC power supply voltage Vs from the voltage Vdc across the smoothing circuit 3 as in the conventional example, and increases when the voltage increases according to the detected voltage fluctuation. A second modulation current that decreases as the voltage decreases is output to the frequency control circuit 13 of the control circuit 10.
[0034]
The frequency control circuit 13 of the control circuit 10 changes the operating frequency of the switching elements Q1, Q2 at a second rate of change according to the detection result of the second detection circuit 5b based on the current value fluctuation of the second modulation current. . Note that the second rate of change is a value obtained by dividing the fluctuation range of the operating frequency of the switching elements Q1 and Q2 by the fluctuation range of the voltage detected by the detection circuit 5b.
[0035]
The frequency control circuit 13 increases the operating frequency of the switching elements Q1 and Q2 by increasing the second modulation current when the amplitude of the AC power supply voltage Vs increases and the effective value increases, and the AC power supply E When the effective value becomes smaller due to the decrease in the amplitude of the switching element Q1, the operating frequency of the switching elements Q1 and Q2 is lowered by the decrease in the second modulation current to suppress the output fluctuation due to the fluctuation of the effective value of the AC power supply voltage Vs. Can do.
[0036]
Furthermore, the cataphoresis phenomenon can be prevented from occurring by making the on-duty constant at all times during the operation of the device. For example, the cataphoresis phenomenon can be prevented more reliably by setting the on-duty to about 50%. can do.
[0037]
By the way, as shown in FIG. 7B, the control circuit 20 of the conventional example has a maximum operating frequency at the power source valley when the fluctuation width of the voltage Vfe at the power source valley and the power source peak is Vs1. The phase advance operation at the power source trough portion is suppressed by increasing the operating frequency at the power source peak portion by the variation of Vs1.
[0038]
Here, simply changing the operating frequency of the switching elements Q1 and Q2 according to the respective fluctuations of the voltage Vdc and the voltage Vfe, as shown in FIG. 3, the maximum value of the voltage Vfe at the power source valley and the power source peak The difference Vs2 from the maximum value of the voltage Vdc at the portion is smaller than Vs1. As a result, the operating frequency at the power source valley can be increased from the operating frequency of the power source peak only by the fluctuation up to Vs2 smaller than Vs1, and the phase advance operation may not be sufficiently suppressed. .
[0039]
Therefore , The first change rate is made larger than the second change rate, and the operating frequency of the switching elements Q1, Q2 in the power source trough is increased. if, For example, as shown in FIG. 4, as shown in FIG. 4, the same effect as securing the difference in current value between the power supply valley and the power supply peak of the first modulation current flowing when Vs3 is increased to Vs3 corresponding to Vs1. Is obtained, and the phase advance operation can be sufficiently suppressed.
[0040]
Also, In this embodiment, The ratio of the first rate of change to the second rate of change is substantially equal to the ratio of the smoothed portion voltage to the output voltage fluctuation width of the smoothing circuit 3 in one cycle of the AC power supply voltage Vs. Have . Here, the output voltage fluctuation width of the smoothing circuit 3 in one cycle of the AC power supply voltage Vs is a difference between the maximum value and the minimum value of the voltage Vdc in one cycle of the AC power supply voltage Vs. The voltage of the smoothed portion is the minimum value at the power source trough of the voltage Vdc. For example, if the ratio of the voltage value (minimum value) of the power source valley to the maximum value of the voltage Vdc is n% and the first and second change rates are f1 and f2, respectively, f1: f2 = n: (100−n ) To set the first and second change rates. Thereby, the phase advance operation can be sufficiently suppressed.
[0041]
As shown in FIG. 5, the first and second detection circuits 5a and 5b of the present embodiment include a high potential side output terminal of the smoothing circuit 3 and a low potential side output terminal connected to the impedance circuit 4 of the rectifier DB. The voltage dividing circuit 6 outputs the divided voltage to the frequency control circuit 13 of the control circuit 10.
[0042]
The voltage dividing circuit 6 includes a resistor 3 having one end connected to the connection point between the rectifier DB and the diode D1 of the impedance circuit 4, and a resistor 4 having one end connected to the connection point between the inductor L1 and the capacitor C5 of the smoothing circuit 3. The connection point of the resistors R3 and R4 is connected to the input terminal of the frequency control circuit 13 of the control circuit 10.
[0043]
This voltage dividing circuit 6 detects the voltage fluctuation of one cycle of the AC power supply voltage Vs and the voltage fluctuation of the AC power supply voltage Vs from the difference between the voltage Vdc and the voltage Vfe, and the difference between the voltage Vdc and the voltage Vfe. Is output to the frequency control circuit 13. As a result, the first and second modulation currents are output to the frequency control circuit 13 via the resistors R3 and R4, respectively. The frequency control circuit 13 receives the first and second modulation currents from one input terminal, and from the first and second modulation currents, the voltage fluctuation of one cycle of the AC power supply voltage Vs is the same as in the first embodiment. The operating frequency of the switching elements Q1, Q2 is changed according to the voltage fluctuation of the AC power supply voltage Vs.
[0044]
In the present embodiment, the first and second detection circuits 5a and 5b are composed of the voltage dividing circuit 6 having the respective functions, so that the input terminal of the frequency control circuit 13 of the control circuit 10 is integrated into one. The configuration can be simplified.
[0045]
Also in the present embodiment, as in the first embodiment, the ratio of the first rate of change to the second rate of change is a portion smoothed with respect to the output voltage fluctuation width of the smoothing circuit 3 in one cycle of the AC power supply voltage Vs. Is approximately equal to the voltage ratio of Have . Ie The resistance values of the resistors R3 and R4 of the voltage dividing circuit 6 are set so as to satisfy the relationship of f1: f2 = n: (100−n). ing .
[0046]
【The invention's effect】
The invention of claim 1 includes a rectifier that rectifies an AC power supply, a smoothing circuit that is connected to the rectifier via an impedance element and smoothes the output voltage of the rectifier, and at least one switching element, and is smoothed by the smoothing circuit. An inverter circuit for converting the converted voltage into a high-frequency voltage and supplying it to the load, a control circuit for turning on / off the switching element, a first detection circuit for detecting a voltage fluctuation in one cycle of the AC power supply voltage, and the AC power supply voltage A second detection circuit for detecting a voltage fluctuation of The smoothing circuit has a smoothing capacitor and charges the smoothing capacitor during a period when the output voltage of the rectifier is larger than a predetermined value. When the output voltage of the rectifier falls below the predetermined value, the charge charged in the smoothing capacitor is discharged. A partial smoothing circuit for smoothing the valley of the output voltage of the rectifier, The control circuit keeps the on-duty of the switching element substantially constant and sets the operating frequency of the switching element. The first change rate is changed according to the detection result of the first detection circuit, the first change rate is changed according to the detection result of the second detection circuit, and the first change rate with respect to the second change rate is changed. The rate of change rate is made approximately equal to the rate of the smoothed portion voltage to the output voltage fluctuation width of the smoothing circuit in one cycle of the AC power supply voltage. Therefore, by keeping the on-duty substantially constant, the occurrence of cataphoresis phenomenon is prevented, Also, The operating frequency of the switching element is changed according to the detection result of the first detection circuit. The ratio of the first rate of change to the second rate of change is approximately equal to the ratio of the voltage of the smoothed portion to the output voltage fluctuation width of the smoothing circuit in one cycle of the AC power supply voltage. Therefore, the phase advance operation of the inverter circuit can be suppressed. ,further, By changing the operating frequency of the switching element according to the detection result of the second detection circuit, there is an effect that output fluctuation when the AC power supply voltage fluctuates can be suppressed.
[0049]
Claim 2 The inverter circuit is a half-bridge type inverter circuit in which a series circuit of two switching elements is connected in parallel to a rectifier, and the control circuit sets the on-duty of each switching element to about 50%. Thus, there is an effect that the occurrence of the cataphoresis phenomenon can be prevented more reliably.
[0050]
Claim 3 Since the first detection circuit detects a voltage fluctuation in one cycle of the AC power supply voltage from the voltage across the impedance element, 1 or 2 The same effect as that of the present invention is achieved.
[0051]
Claim 4 Since the second detection circuit detects the voltage fluctuation of the AC power supply voltage from the voltage across the smoothing circuit, 3 The same effects as in any of the inventions are achieved.
[0052]
Claim 5 In the invention, the first and second detection circuits divide the voltage applied between the output terminal of the smoothing circuit and the output terminal connected to the impedance element of the rectifier, and control the divided voltage. Since the voltage dividing circuit for outputting to the circuit is used, there is an effect that the configuration of the apparatus can be simplified by using one input terminal of the control circuit.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a block diagram showing a first embodiment.
FIG. 2 is a circuit diagram of the above.
FIG. 3 is an explanatory diagram for comparison operation as in the above.
[Fig. 4] Fig. 4 is a diagram for explaining another comparative operation.
FIG. 5 is a circuit diagram showing a second embodiment.
FIG. 6 is a circuit diagram showing a conventional example.
FIG. 7 is an operation explanatory diagram of the above.
FIG. 8 is another operation explanatory view of the above.
[Explanation of symbols]
1 Filter circuit
2 Inverter circuit
3 Smoothing circuit
4 Impedance circuit
5a First detection circuit
5b Second detection circuit
10 Control circuit
11 Drive circuit
13 Frequency control circuit
DB rectifier
E AC power supply

Claims (5)

交流電源を整流する整流器と、整流器にインピーダンス要素を介して接続され、整流器の出力電圧を平滑する平滑回路と、少なくとも1つのスイッチング素子を有し、平滑回路により平滑された電圧を高周波電圧に変換して負荷に供給するインバータ回路と、スイッチング素子をオン/オフする制御回路と、交流電源電圧の一周期の電圧変動を検知する第1の検知回路と、交流電源電圧の電圧変動を検知する第2の検知回路とを備え、平滑回路は平滑用コンデンサを有して、整流器の出力電圧が所定値よりも大きい期間に平滑用コンデンサを充電し、整流器の出力電圧が所定値以下になると平滑用コンデンサに充電された電荷を放電して整流器の出力電圧の谷部分を平滑する部分平滑回路であって、制御回路は、スイッチング素子のオンデューティを略一定に保ち、スイッチング素子の動作周波数を第1の検知回路の検知結果に応じて第1の変化率で変化させるとともに、第2の検知回路の検知結果に応じて第2の変化率で変化させ、第2の変化率に対する第1の変化率の割合を、交流電源電圧の一周期での平滑回路の出力電圧変動幅に対する平滑された部分の電圧の割合に略等しくすることを特徴とする電源装置。A rectifier that rectifies the AC power supply, a smoothing circuit that is connected to the rectifier via an impedance element, smooths the output voltage of the rectifier, and has at least one switching element, and converts the voltage smoothed by the smoothing circuit into a high-frequency voltage. An inverter circuit for supplying the load to the load, a control circuit for turning on / off the switching element, a first detection circuit for detecting a voltage fluctuation in one cycle of the AC power supply voltage, and a first detecting circuit for detecting a voltage fluctuation in the AC power supply voltage The smoothing circuit has a smoothing capacitor, charges the smoothing capacitor during a period when the output voltage of the rectifier is greater than a predetermined value, and smoothes when the output voltage of the rectifier falls below the predetermined value. a partial smoothing circuit for smoothing the valley portion of the output voltage of the rectifier to discharge the electric charge charged in the capacitor, the control circuit Ondeyu switching element Maintaining the tee substantially constant, with varied first rate of change of the operating frequency of the switching element in accordance with the detection result of the first detection circuit, the second change rate according to the detection result of the second detecting circuit And the ratio of the first rate of change to the second rate of change is substantially equal to the ratio of the smoothed portion voltage to the output voltage fluctuation width of the smoothing circuit in one cycle of the AC power supply voltage. Power supply. インバータ回路は、2つのスイッチング素子の直列回路が整流器に並列接続されたハーフブリッジ型のインバータ回路であって、制御回路は、それぞれのスイッチング素子のオンデューティを約50%とすることを特徴とする請求項1記載の電源装置。 The inverter circuit is a half-bridge inverter circuit in which a series circuit of two switching elements is connected in parallel to a rectifier, and the control circuit has an on-duty of each switching element of about 50%. The power supply device according to claim 1. 第1の検知回路は、交流電源電圧の一周期の電圧変動をインピーダンス要素の両端電圧から検知することを特徴とする請求項1又は2記載の電源装置。 First detection circuit, a power supply device according to claim 1, wherein sensing the voltage variation of one period of the AC power supply voltage from the voltage across the impedance element. 第2の検知回路は、交流電源電圧の電圧変動を平滑回路の両端電圧から検知することを特徴とする請求項1〜3の何れかに記載の電源装置。 The power supply apparatus according to any one of claims 1 to 3, wherein the second detection circuit detects a voltage fluctuation of the AC power supply voltage from a voltage across the smoothing circuit . 第1及び第2の検知回路は、平滑回路の出力端と、整流器のインピーダンス要素に接続された出力端との間に印加される電圧を分圧し、分圧された電圧を制御回路に出力する分圧回路からなることを特徴とする請求項1又は2記載の電源装置。 The first and second detection circuits divide the voltage applied between the output terminal of the smoothing circuit and the output terminal connected to the impedance element of the rectifier, and output the divided voltage to the control circuit. 3. The power supply device according to claim 1, comprising a voltage dividing circuit .
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