JP3774896B2 - 放電灯点灯装置 - Google Patents
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Description
【発明の属する技術分野】
本発明はインバータ動作形の放電灯点灯装置に関する。特に、放電灯に対する給電作用を兼ねるチョッパ動作形の第一インバータ回路と放電灯に対する給電専用の第二インバータ回路を併有するタイプの放電灯点灯装置に関する。
【0002】
【従来の技術】
チョッパ動作形回路の後段にその出力を受けて動作するインバータ回路を配置し、該インバータ回路の出力で放電灯を点灯させるタイプの放電灯点灯装置は既知である。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】
前記従来装置はチョッパ動作形の高力率装置となる。しかし、チョッパ動作形回路による変換がなされ、かつインバータ回路による変換がなされる。このため、各変換にともなう損失が多く、低効率となる。高力率ではあるが、低効率である。
本発明の目的は、低効率の難点を改め、高力率かつ高効率形の放電灯点灯装置を提供することである。
【0004】
【課題を解決するための手段】
本発明は商用交流電源電圧を整流する整流電源を備える。順直列に接続された交互に導通する一対のスイッチング用トランジスタを含みかつ前記各トランジスタと逆並列に接続されたフライホイール用ダイオードを含むスイッチング回路を備える。前記スイッチング回路を共用した第1インバータ回路・第2インバータ回路を備える。前記第1インバータ回路は少なくとも1個の第1アーム用コンデンサを備える。前記第2インバータ回路は少なくとも1個の第2アーム用コンデンサを備える。
前記一対のトランジスタの接続中点と前記第1アーム用コンデンサの一端との間に前記第1インバータ回路の交流負荷となる第1負荷回路を接続する。前記接続中点と前記第2アーム用コンデンサとの間に前記第2インバータ回路の交流負荷となる第2負荷回路を接続する。
前記第1負荷回路は放電灯・第1インダクタを含む直列回路である。前記第2負荷回路は前記放電灯・第2インダクタを含む直列回路である。
前記整流電源を少なくともいずれか一方の前記スイッチング用トランジスタを介しかつ前記第1負荷回路を介して前記第1アーム用コンデンサを充電するように接続する。前記第1アーム用コンデンサと前記スイッチング回路との接続点に前記スイッチング用トランジスタのターンオフ直後における前記第1インダクタの電磁エネルギが前記第1アーム用コンデンサに供給され充電されるのを阻止する極性の帰還阻止用ダイオードを接続する。
本発明は以上のようなものである。その基本はチョッパ動作を営む第1インバータ回路の出力の一部を放電灯へ供給し、その分だけ第2インバータ回路の出力を低減し、もって効率を高めることである。
【0005】
【発明の実施の形態】
図1を利用して本発明の実施形態について説明する。図示の本発明装置は商用交流電11源電圧を整流する整流電源10を備える。順直列に接続された交互に導通する一対のスイッチング用トランジスタ21・22を含みかつ各トランジスタ21・22と逆並列に接続されたフライホイール用ダイオード23・24を含むスイッチング回路20を備える。スイッチング回路20を共用した第1インバータ回路30・第2インバータ回路40を備える。第1インバータ回路30は少なくとも1個の第1アーム用コンデンサ31または32を備える。第2インバータ回路40は少なくとも1個の第2アーム用コンデンサ41または42を備える。
一対のトランジスタ21・22の接続中点29と第1アーム用コンデンサ31または32の一端との間に第1インバータ回路30の交流負荷となる第1負荷回路39を接続する。接続中点29と一対の第2アーム用コンデンサ41または42との間に第2インバータ回路40の交流負荷となる第2負荷回路49を接続する。
第1負荷回路39は放電灯91・第1インダクタ390を含む直列回路である。第2負荷回路49は放電灯91・第2インダクタ490を含む直列回路である。
整流電源10を少なくともいずれか一方のスイッチング用トランジスタ21または22を介しかつ第1負荷回路39を介して第1アーム用コンデンサ31または32を充電するように接続する。第1アーム用コンデンサ31または32とスイッチング回路20との接続点にスイッチング用トランジスタ21または22のターンオフ直後における第1インダクタ390の電磁エネルギが第1アーム用コンデンサ31または32に供給され充電されるのを阻止する極性の帰還阻止用ダイオード37または38を接続する。
図1装置について補足する。商用交流電源11は例えば50Hz:100Vの電源である。整流電源10は商用交流電源11とそれを全波整流する整流ダイオード12〜15を含む。スイッチング用トランジスタ21・22の制御回路(ベース制御回路)の図示は省力した。第1アーム用コンデンサ31・32の片方、例えば32は省略可能である。32を省略した場合の該回路は開放状態となる。その場合の帰還阻止用ダイオード38は不要であり、該回路は短絡状態となる。第2アーム用コンデンサ41・42は十分に大きな容量の平滑用コンデンサとして機能する。第2アーム用コンデンサ41・42の一方は省略可能であり、単一の平滑用コンデンサとすることも可能である。放電灯91は蛍光ランプであり、それと並列の予熱用コンデンサ93がが付属する。放電灯91の安定点灯のためにそれと直列のバラスト用インダクタを必要とするが、それに該当するのは第1インダクタ390・第2インダクタ490である。
92は放電灯91と直列の調整用コンデンサである。第1アーム用コンデンサ31がスイッチング用トランジスタ21を介して放電する折に、調整用コンデンサ92は左向き極性に充電され、第1アーム用コンデンサ32がスイッチング用トランジスタ22を介して放電する折に、調整用コンデンサ92は右向き極性に充電され、交流動作を促進するが、調整用コンデンサ92の挿置は不可欠ではない。
放電灯91は第1インバータ回路30の第1負荷回路39の一部となり、また第2インバータ回路40の第2負荷回路49の一部となる。放電灯91へは第1インバータ回路30・第2インバータ回路40の両方から給電される。
整流電源10は例えばスイッチング用トランジスタ21がオンのときにこれを介しかつ第1負荷回路39を介して第1アーム用コンデンサ32を充電する。スイッチング用トランジスタ22がオンのときに第1アーム用コンデンサ31を充電する。
図1回路の動作について説明する。整流電源10は第1アーム用コンデンサ31・32を充電する。また、第2アーム用コンデンサ41・42を充電する。このような状況下でインバータ動作は進行する。以下においては、第2インバータ回路40の動作説明を割愛し、主として第1インバータ回路30の動作について述べる。
スイッチング用トランジスタ21がオンすると次のようになる。整流電源10が電源となり、10−37−21−91(93)−92−390−32−10の閉回路に電流が流れる。第1アーム用コンデンサ31が電源となり、31−37−21−91(93)−92−390−31の閉回路に電流が流れる。これは整流電源10からの放電灯91に対する給電動作である。また、整流電源10からの第1アーム用コンデンサ32・第1インダクタ390に対する給電(エネルギ蓄積)動作である。
スイッチング用トランジスタ21がターンオフすると、次のようになる。第1インダクタ390(左向き電流が流れている)が電源となり、また整流電源10が電源となり、390−32−10−37−41−42−24−91(93)−92−390の閉回路に電流が流れる。これは第1インダクタ390・整流電源10からの放電灯91に対する給電動作であり、また第2アーム用コンデンサ31・32に対する充電動作である。この際に、第1アーム用コンデンサ32とスイッチング回路20との接続点に位置する帰還阻止用ダイオード38は、第1インダクタ390の前記左向き電流が、第1アーム用コンデンサ32を介し、第1アーム用コンデンサ32と該帰還阻止用ダイオード38の接続点から該帰還阻止用ダイオード38とフライホイール用ダイオード24の接続点へ流れるのを阻止する。帰還阻止用ダイオード38がなく、そこが短絡されているものとすると、前記閉回路390−32−10−37−41−42−24−91(93)−92−390は崩れ、それに代わる390−32−(38)−24−91(93)−92−390の閉回路に電流が流れる。この場合は第2アーム用コンデンサ31・32に対する充電動作がなされない。この場合は第2アーム用コンデンサ31・32の電圧が低下し、整流電源10から第2アーム用コンデンサ31・32を直に充電する動作モードとなり、力率が低下する。
スイッチング用トランジスタ22がオンすると、前記と対称な動作が進行する。スイッチング用トランジスタ22のターンオフ後の動作も対称である。これらの動作を通して、整流電源10からに直に、あるいは第1インダクタ390を介して後段側に給電される。それによって、放電灯91が消費する電力の一部が賄われ、また第2アーム用コンデンサ31・32が充電される。整流電源10から給電される電力の一部は放電灯91で消費され、残りは第2アーム用コンデンサ31・32に蓄積される。第2アーム用コンデンサ31・32に蓄積された電力も第2インバータ回路40の動作を通して放電灯91に消費される。整流電源10からに直に給電され放電灯91の消費電力分は第2インバータ回路40を経由しない電力であり、効率が良い。第1インバータ回路30は第1インダクタ390をチョッパインダクタとするチョッパ動作を営み、第2アーム用コンデンサ31・32を充電するが、その一部を放電灯91へ供給して直に消費させる。このため、効率が高まる。
【0006】
【発明の効果】
本発明はチョッパ動作を営む第一インバータ回路の出力の一部を放電灯へ供給し、その分だけ第二インバータ回路の出力を低減したものである。これによれば、高力率・高効率形の放電灯点灯装置が得られる。
【図面の簡単な説明】
【図1】 本発明に係る放電灯点灯装置を示す回路図である。
【符号の説明】
10:整流電源、11:商用交流電、20:スイッチング回路、
21:スイッチング用トランジスタ、22:スイッチング用トランジスタ、
23:フライホイール用ダイオード、24:フライホイール用ダイオード、
29:接続中点、30:第1インバータ回路、31:第1アーム用コンデンサ、
32:第1アーム用コンデンサ、37:帰還阻止用ダイオード、
38:帰還阻止用ダイオード、39:第1負荷回路、390:第1インダクタ、
40:第2インバータ回路、41:第2アーム用コンデンサ、
42:第2アーム用コンデンサ、49:第2負荷回路、
490:第2インダクタ、91:放電灯、92:調整用コンデンサ、
93:予熱用コンデンサ
Claims (1)
- 商用交流電源(11)電圧を整流する整流電源(10)を備え、順直列に接続された交互に導通する一対のスイッチング用トランジスタ(21・22)を含みかつ前記各トランジスタ(21・22)と逆並列に接続されたフライホイール用ダイオード(23・24)を含むスイッチング回路(20)を備え、前記スイッチング回路(20)を共用した第1インバータ回路(30)・第2インバータ回路(40)を備え、前記第1インバータ回路(30)は少なくとも1個の第1アーム用コンデンサ(32)を備え、前記第2インバータ回路(40)は少なくとも1個の第2アーム用コンデンサ(42)を備え、
前記一対のトランジスタ(21・22)の接続中点(29)と前記第1アーム用コンデンサ(32)の一端との間に前記第1インバータ回路(30)の交流負荷となる第1負荷回路(39)を接続し、前記接続中点(29)と前記第2アーム用コンデンサ(42)との間に前記第2インバータ回路(40)の交流負荷となる第2負荷回路(49)を接続し、
前記第1負荷回路(39)は放電灯(91)・第1インダクタ(390)を含む直列回路であり、前記第2負荷回路(49)は前記放電灯(91)・第2インダクタ(490)を含む直列回路であり、
前記整流電源(10)を少なくともいずれか一方の前記スイッチング用トランジスタ(21)を介しかつ前記第1負荷回路(39)を介して前記第1アーム用コンデンサ(32)を充電するように接続し、前記第1アーム用コンデンサ(32)と前記スイッチング回路(20)との接続点に接続するダイオード(38)であって、前記スイッチング用トランジスタ(21)のターンオフ直後における前記第1インダクタ(390)の電流が前記第1アーム用コンデンサ(32)を介し前記第1アーム用コンデンサ(32)と該ダイオード(38)の接続点から該ダイオード(38)と前記フライホイール用ダイオード(24)の接続点へ流れるのを阻止する極性の帰還阻止用ダイオード(38)を設けたこと特徴とする放電灯点灯装置。
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