JPH01251590A - 電源装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は、出力を負荷電圧と負荷電流の双方に基づいて
制御する電源装置に関し、特に、放電灯を負荷とする放
電灯点灯装置として好適な電源装置に関する。

［従来の技術］ 例えば交流電源または直流電源より高周波（例えば２０
〜５０ＫＨｚ）電力を発生して放電灯（ランプ）を点灯
する放電灯点灯装置においては、電源投入後のランプが
充分に予熱されるまでの所定の時間、出力電圧をそのラ
ンプの放電開始電圧より低い電圧に保つことによって、
放電灯が充分に予熱されないうちに放電する、いわゆる
コールドスタートを防止し、このコールドスタートによ
るランプの劣化を防止している。また、ランプ始動電流
をＬバラストと始動用コンデンサとの直列共振回路を介
して流す方式の点灯装置においては、過大な共振電流に
より回路素子が破壊または劣化することを防止する目的
でも上記ソフトスタートを行なっている。

また、放電灯が充分に予熱されると、上記出力電圧を放
電灯の放電開始電圧より高い電圧に切り換えて、放電灯
を放電開始して点灯するとともに、点灯後は、ランプを
予め設定されている明るさで点灯すべくランプ電流を制
御している。

すなわち、このような放電灯点灯装置においては、電源
投入直後の放電灯の予熱期間には負荷開放電圧Ｖ２ｏを
制御し、放電灯点灯後は、ランプ電流ｒ　ｔを設定値に
切り換えて設定された明るさで点灯させる。

［発明が解決しようとする課８］ ところで、このような放電灯点灯装置においては一般に
、負荷開放電圧（２次電圧）Ｖ２Ｏをフィードバックす
る制御回路と同じ制御回路を用いてランプ電流■、を設
定しているため、目標の２次電圧Ｖ２ｏを出力している
ときの出力検出電圧（出力設定電圧）と、ランプ電流Ｉ
、の設定電圧が近いとこれらの大なる方を選択するオア
回路を構成するダイオードの順方向電圧降下ｖｒの彩り
を受け、２次電圧を正しく設定することができないとい
う不都合があった。

そこで、従来は、２次電圧変動を補償するように、目標
２次電圧より高目に２次電圧を設定していた。このため
、チョークやスイッチング素子が大形化するという不都
合があった。

本発明は、上述の従来形における問題点に鑑みてなされ
たもので、負荷電圧を目標値に設定でき、主回路素子に
不要のマージンを見込まなくて足り、もって主回路素子
、延いては装置の小形化およびコストダウンを図り得る
電源装置を提供することを目的とする。

［課題を解決するための手段］ 上記課題を解決するため本発明では、負荷電圧を検出し
フィードバックする制御回路と同じ制御回路を用いて負
荷電流を設定する電源装置において、負荷電圧をフィー
ドバックしている間は負荷電流設定電圧のレベルを下げ
るようにしている。

［作用コ 上記構成からなる本発明によると、負荷電圧検出電圧が
発生している間は、負荷電流設定電圧を低下または楚止
しているため、これらの負荷電圧検出電圧が負荷電流設
定電圧の影響を受けない。

［効果］ このため、負荷電圧の調節が正確となり、主回路のマー
ジンが少なくて足りるため、装置を小形かつ安価に構成
することができる。

［実施例の説明コ 以下、図面を用いて本発明の詳細な説明する。

第１図は本発明の一実施例に係る放電灯点灯装置の回路
図を示す。

同図の装置は、いわゆるハーフブリッジ形のインバータ
（シリーズインバータ）を用いたもので、インバータ１
は、５ＥＰＰ接続された電界効果トランジスタ（ＦＥＴ
）　１１．１２を備え、ＦＥＴＩＩと１２との接続点３
に負荷回路５を接続している。

負荷回路５において、ランプＦＬは例えば蛍光灯で、イ
ンバータ１の出力端子であるＦＥＴＩＬと１２との接続
点３および図示しない直流電源の間にバラスト用チョー
クＣＨおよび直流カット用コンデンサＣ５１，Ｃ５２を
介して交流的に接続されている。ランプＦＬの両フィラ
メント間には放電灯の起動用コンデンサＣ５３が接続さ
れている。

この負荷回路５は、ランプＦＬと直列にチョークＣＨが
接続されているため、インバータ１の出力周波数を可変
することにより、ランプ電流を可変制御することができ
る。また、ランプＦＬは、放電開始前は非導通状態にあ
るから、この負荷回路５は、インバータ１の起動時、実
質的に、パラストチョークＣＨと始動用コンデンサＣ５
１との直列共振回路を構成している。したがってこの場
合、ランプＦＬの接続端の開放電圧Ｖ２０およびランプ
電流■Ｌの出力周波数に対する特性は、第２図に示すよ
うになる。同図において、ｆｋはパラストチョークＣＨ
と始動用コンデンサＣ５３との直列共振周波数、ｆＯは
ソフトスタート開始時の出力周波数、ｆｌは放電開始時
の出力周波数である。

制御回路６は、第３図に示すような制御電圧選択回路７
および図示しない■ＣＯを含む周波数制御回路８等を具
備し、ランプ電圧検出回路９のランプ電圧検出電圧Ｖ、
に基づいてインバータ１の出力周波数を制御することに
より、電源投入直後のランプ予熱から放電開始に至るま
でのランプ電圧を負帰還制御する。

また、ランプ点灯後は、制御電圧選択回路７のランプ電
流設定回路７１に設定された設定電圧Ｖ２に基づいてイ
ンバータ１の出力周波数およびランプ電流をオーブンル
ープ制御する。制御電圧選択回路７のオア回路７２は、
検出電圧Ｖ１と設定電圧■２との高い方の電圧を選択し
て周波数制御回路８へ人力するためのものである。

次に、第１図の装置の作用を説明する。

第１図の装置において図示しない直流電源が投入される
と、この直流電圧がインバータ１のＦＥＴ１ｌおよび１
２の直列回路に印加される。また、制御回路６が動作を
開始する。これにより、インバータ１が起動してインバ
ータ１の出力端３に制御回路により制御された周波数の
高周波出力が発生する。

まず、図示しないソフトスタート回路の動作により、ラ
ンプＦＬへの印加電圧がこのランプＦＬの放電開始電圧
に達しない電圧となるように出力電圧が設定され、前記
負帰還制御によりインバータ１の出力周波数が例えばｆ
Ｏを中心として制御される。

一方、ランプＦＬは、起動直後は、放電可能状態に達し
ていないので、出力端子３にはチョークコイルＣＨとラ
ンプＦＬの両フィラメント間に接続された始動用コンデ
ンサＣ５３との直列共振回路が接続されていることにな
り、この共振系のＱが高いため負荷電流は正常点灯時に
比して大電流となっている。なお、この場合、ランプＦ
Ｌの両フィラメント間の印加電圧はランプＦＬの放電開
始電圧より充分低くなっているため、ランプＦＬは点灯
することなく予熱される。

インバータ起動後所定の時間が経過すると、上記制御回
路６においてはインバータの出力電圧がランプＦＬの放
電開始電圧より高くなるように出力電圧の設定を切り換
える。これにより、インバータ１の出力周波数が例えば
ｆｌを中心として負帰還制御されることとなり、ランプ
ＦＬへの印加電圧が上記放電開始電圧を超えてランプＦ
Ｌが放電を開始する。これにより、ランプＦＬは、フィ
ラメントが充分に予熱されるまで、放電を抑制され、コ
ールドスタートが防止される。

ランプＦＬが放電を開始した後は、コンデンサＣ５３が
ランプ放電バスによって実質的に側路されるため、前述
の共振がくずれてランプＦＬには主にインバータ１の出
力周波数とチョークＣＨのインダクタンスにより定まる
安定なランプ電流が流れ、正常な点灯状態となる。この
電源投入からランプ点灯に至るまでのランプＦＬの電圧
対電流特性を第４図に示す。

この正常点灯状態においては、ランプ電圧が放電開始電
圧の数分の１になるが、ランプ電流は上述のようにイン
バータ１の出力周波数とチョークＣＨのインダクタンス
により定まり、必要なランプ電流を流すための、インバ
ータ１の出力周波数は、一般にランプ電圧制御時の周波
数ｆＯないしｆｌに近い。

このため、第３図のトランジスタＱ７１が無い場合、上
記ランプ電圧制御のためランプ電圧検出回路９から制御
回路６の周波数制御回路８へ人力される検出電圧が電流
設定電圧の影響を受けてインバータ１の出力周波数およ
びランプ電圧が低下してしまい、充分なランプ電圧を設
定することができないという不都合があった。そして、
この欠点を解消するためには、２次電圧（ランプ開放電
圧）ｖ２ｏを高めに設定し、チョークＣＨのインダクタ
ンスを大きくしてランプ始動時の検出電圧をランプ電流
設定電圧より高くする必要があり、このため、チョーク
が大形化したり、ＦＥＴに耐圧の高いものを使用する必
要があった。

第１および第３図に示す装置においては、ランプ電流検
出回路９の検出電圧が所定の電圧以上になったときオン
してランプ電流設定回路７１の出力を接地するようにし
たため、ランプ電圧の負帰還制御時、ランプ電圧は、ラ
ンプ電流設定電圧の影響を受けることなく、ランプ電流
検出回路９の検出電圧に応じてのみ確実に制御が行なわ
れることになる。

したがって、インバータ１の２次電圧ｖ２ｏを必要最低
限の電圧に設定することができ、チョークＣＨを小形に
構成することができる。また、ＦＥＴの耐圧も低くする
ことができる。

この放電灯点灯装置において、ランプＦＬの定常点灯時
には、ランプ電圧が低下し、ランプ電圧検出回路９から
の検出電圧も低下する。これにより、トランジスタＱ７
１がオフし、ランプ電流設定回路７１から出力されるラ
ンプ電流設定電圧はこの検出電圧より高いからオア回路
７２のダイオードＤ７２を介してｖＣＯ等からなる周波
数制御回路に入力され、ランプＦＬにはこの設定電圧に
応じたランプ電流が流れる。

なお、上述の実施例においては、インバータ１としてい
わゆるシリーズインバータを用いた例について説明した
が、インバータは他励式および自励式等いずれの方式の
ものであっても本発明を適用することは可能である。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明の一実施例に係る放電灯点灯装置の回
路構成図、 第２図は、第１図の装置の出力周波数対出力電圧・電流
特性図、 第３図は、第１図の制御回路のより詳細な回路図、 第４図は、第１図の装置の起動から点灯に至るまでのラ
ンプの電流対電圧特性図である。 １：インバータ、５：負荷回路、６：制御回路、７：制
御電圧制御回路、８：周波数制御回路、９：ランプ電圧
検出回路、７１：ランプ電流設定回路、７２：オア回路
、Ｑ７１：ランプ電流設定出力禁止用トランジスタ。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １、負荷電圧を検出して該負荷電圧に応じた負荷電圧検
   出電圧を発生する負荷電圧検出回路と、負荷電流設定値
   に応じた負荷電流設定電圧を発生する負荷電流設定回路
   と、これらの負荷電圧検出電圧および負荷電流電圧をオ
   ア回路を介して入力し、これらの出力に応じて上記負荷
   への出力を制御する制御回路とを具備する電源装置にお
   いて、上記負荷電圧検出回路が所定値以上の上記負荷電
   圧検出電圧を出力している間は、上記負荷電流設定回路
   からの負荷電流設定電圧を低下または禁止する禁止回路
   を設けたことを特徴とする電源装置。