JP3774896B2 - 放電灯点灯装置 - Google Patents

Description

【０００１】
【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)

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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