JPH0696889A - 放電灯点灯装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 簡易な構成でフィードフォワード機能を損な
うことなく発振周波数をほぼ同一にする。 【構成】 交流電圧を部分平滑電圧に変換する部分平滑
回路3 の出力端に、共振コンデンサ5 と第１スイッチン
グ素子6 との直列回路を接続し、部分平滑回路3の出力
端に、抵抗14と時定数コンデンサ15との直列回路を接続
し、時定数コンデンサ15に、第２スイッチング素子16を
並列に接続し、時定数コンデンサ15の充電電圧が基準電
圧に達するまでは第１スイッチング素子6 をオンにし、
時定数コンデンサ15の電圧が基準電圧を越えると第１ス
イッチング素子6 をオフにする制御回路13を設けた放電
灯点灯装置において、整流ダイオード17と平滑コンデン
サ18との直列回路を、前記抵抗14と時定数コンデンサ15
との直列回路が平滑コンデンサ18と並列になるように、
前記部分平滑回路3 の出力端に接続した。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、部分平滑方式により入
力を高力率化した一石インバータ式の放電灯点灯装置に
関する。

【０００２】

【従来の技術】従来の部分平滑方式による一石インバー
タ式の放電灯点灯装置としては、例えば図４に示す構成
が知られている。これは、商用交流電源1 に、整流回路
2 が接続され、さらに整流回路2 の出力端に部分平滑回
路3 が接続されている。この部分平滑回路3 の出力端に
は、インバータ回路4 の共振コンデンサ5 とトランジス
タにより構成した第１スイッチング素子6 のコレクタ・
エミッタの直列回路が接続され、共振コンデンサ5 と並
列に発振チョーク7 が接続されている。さらに、共振コ
ンデンサ5 には並列にバラストチョーク8 と放電灯9 の
フィラメント9a,9b と予熱コンデンサ11と電流トランス
10の１次巻線10a とが直列に接続され、第１スイッチン
グ素子6 のベースにはバイアス抵抗12及び制御回路13が
接続されている。

【０００３】また、部分平滑回路3 の出力端には制限抵
抗14と時定数コンデンサ15との直列回路が接続されてい
る。時定数コンデンサ15には並列にトランジスタにより
構成した第２スイッチング素子16が接続されている。こ
の第２スイッチング素子16は電流トランス10の二次巻線
10b からの信号によりオン・オフするように制御されて
いる。第２スイッチング素子16がオフすると、部分平滑
回路3 の＋側出力端3aより制限抵抗14を介して時定数コ
ンデンサ15に充電される。時定数コンデンサ15の電圧は
予め設定された基準電圧と比較されて、時定数コンデン
サ15の電圧が基準電圧を越えるまでは第１スイッチング
素子6 をオンし、時定数コンデンサ15の電圧が基準電圧
を越えると、第１スイッチング素子6 をオフさせるよう
に制御されている。この第１スイッチング素子6 のオン
・オフの繰り返しによりインバータ回路4 が高周波発振
し、放電灯9 を点灯させる。

【０００４】この放電灯点灯装置の利点は、図２に示す
ように電源電圧が上昇すると、時定数コンデンサ15の充
電速度が速くなり、第１スイッチング素子6 のオン期間
が短くなり出力電流の増加を抑制し、逆に、電源電圧が
下降すると、時定数コンデンサ15の充電速度が遅くなり
出力電流の減少を抑制するフィードフォワード機能を有
することにある。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、図４に
示す回路では、部分平滑回路3 の出力電圧が図３に示す
ように一定でないため、時定数コンデンサ15への充電速
度が部分平滑回路3 の出力電圧の山の部分では速くな
り、第１スイッチング素子6 のオン期間が短くなり、逆
に谷の部分では充電速度が遅くなり、オン期間が長くな
るため、山の部分と谷の部分でインバータ回路４の発振
周波数が異なってしまう。

【０００６】一般に、放電灯9 のインバータ回路4 の発
振周波数は、赤外線リモコン装置の周波数との干渉を避
けるため40KHz 以上であり、また電界雑音の対策上50KH
z 以下であることが望ましい。しかし、発振周波数が部
分平滑電圧の山の部分と谷の部分で異なると、40〜50KH
z の範囲に納めることが困難となる問題を有している。

【０００７】本発明は、上記問題点に鑑み、簡易な構成
でフィードフォワード機能を損なうことなく発振周波数
をほぼ同一にすることができるようにすることを目的と
する。

【０００８】

【課題を解決するための手段】この技術的課題を解決す
るための本発明の技術的手段は、交流電圧を部分平滑電
圧に変換する部分平滑回路3 の出力端に、共振コンデン
サ5 と第１スイッチング素子6 との直列回路を接続し、
前記共振コンデンサ5 と並列に発振チョーク7を接続し
て並列共振回路を形成するとともに、該並列共振回路と
並列にバラストチョーク8 と陰極加熱型の放電灯9 と電
流トランス10の一次巻線10a とを直列に接続し、前記部
分平滑回路3 の出力端に、抵抗14と時定数コンデンサ15
との直列回路を接続し、時定数コンデンサ15に、第２ス
イッチング素子16を、該第２スイッチング素子16のオン
オフにより時定数コンデンサ15を充放電させるように並
列に接続し、時定数コンデンサ15の電圧と予め設定され
た基準電圧とを比較して、時定数コンデンサ15の充電電
圧が基準電圧に達するまでは第１スイッチング素子6 を
オンにし、時定数コンデンサ15の電圧が基準電圧を越え
ると第１スイッチング素子6 をオフにする制御回路13を
設けた放電灯点灯装置において、整流ダイオード17と平
滑コンデンサ18との直列回路を、前記抵抗14と時定数コ
ンデンサ15との直列回路が平滑コンデンサ18と並列にな
るように、前記部分平滑回路3 の出力端に接続した点に
ある。

【０００９】

【作用】部分平滑回路3 の出力電圧が山の部分では整流
ダイオード17を介して平滑コンデンサ18を充電し、谷の
部分では部分平滑回路3 の出力電圧が平滑コンデンサ18
の電圧より低くなるため整流ダイオード17で逆流を防い
でいる。このため平滑コンデンサ18の電圧は完全平滑と
なる。時定数コンデンサ15はこの完全平滑電源より充電
されるため部分平滑回路3 の山の部分と谷の部分で充電
の速度が変化せず、従ってほぼ一定な発振周波数が得ら
れる。

【００１０】また、平滑コンデンサ18の電圧は電源電圧
に比例するため、電源電圧が上昇すると出力電流の増加
を抑制し、逆に電源電圧が下降すると出力の減少を抑制
するフィードフォワード機能を有している。

【００１１】

【実施例】以下、本発明の放電灯点灯装置の一実施例を
図面を参照して説明する。なお、図４に示す従来例と対
応する部分には同一符号を附して説明する。図１に示す
ように、商用交流電源1 に整流回路2 が接続され、さら
に整流回路2 の出力端に部分平滑回路3 が接続されてい
る。

【００１２】この部分平滑回路3 の出力端には、インバ
ータ回路4 の共振コンデンサ5 と第１スイッチング素子
6 のコレクタ・エミッタの直列回路を接続し、共振コン
デンサ5 と並列に発振チョーク7 を接続している。さら
に、共振コンデンサ5 には並列にバラストチョーク8 と
放電灯9 のフィラメント9a,9b と予熱コンデンサ11と電
流トランス10の一次巻線10a とが直列に接続され、第１
スイッチング素子6 のベースにはバイアス抵抗12及び制
御回路13が接続されている。

【００１３】また、部分平滑回路3 の出力端には整流ダ
イオード17と平滑コンデンサ18の直列回路が接続されて
いる。さらに、平滑コンデンサ18には並列に制限抵抗14
と時定数コンデンサ15の直列回路が接続されている。時
定数コンデンサ15には並列に第２スイッチング素子16が
接続されている。この第２スイッチング素子16は電流ト
ランス10の二次巻線10b に正方向の電圧が発生するとオ
フし、逆方向の電圧が発生するとオンするように制御さ
れている。時定数コンデンサ15の電圧は予め設定された
基準電圧と比較され、時定数コンデンサ15の電圧が基準
電圧に達するまでは第１スイッチング素子6 をオンし、
基準電圧を越えればオフするように制御されている。

【００１４】次に、上記実施例の動作について説明す
る。まず、商用交流電源1 からの交流出力を、整流回路
2 で全波整流し、部分平滑回路3 で図３のような部分平
滑電圧を出力する。平滑コンデンサ18は部分平滑電圧の
山の部分で整流ダイオード17を介して充電され、谷の部
分では平滑コンデンサ18の電圧の方が高くなるが、整流
ダイオード17により部分平滑回路3 への逆流が阻止され
るため、平滑コンデンサ18の電圧は完全平滑波形とな
る。

【００１５】一方、部分平滑回路3 の電圧が出力される
と、制御回路13より第１スイッチング素子6 に起動信号
が出力され、第１スイッチング素子6 はオンし、部分平
滑回路3 の＋側出力3aからバラストチョーク8 、放電灯
9 のフィラメント9a、予熱コンデンサ11、フィラメント
9b、電流トランス10の一次巻線10a 、第１スイッチング
素子6 のコレクタ・エミッタを介して部分平滑回路3 の
−側出力3bに電流が流れる。このとき、電流トランス10
の一次巻線10a に電流が流れると、二次巻線10b に電圧
が発生して第２スイッチング素子16をオフさせ、平滑コ
ンデンサ18から制限抵抗14を介して時定数コンデンサ15
に充電される。時定数コンデンサ15の充電電圧が上昇
し、基準電圧を越えると制御回路13から第１スイッチン
グ素子6 をオフさせる信号が出力される。第１スイッチ
ング素子6 がオフするとバラストチョーク8 は電流を流
し続けようとする性質のため回路電流は共振チョーク5
に流れ込み点Ａの電圧が上昇して、やがて共振コンデン
サ5 を充電するエネルギーがなくなれば逆に共振コンデ
ンサ5 、電流トランス10の一次巻線10a 、放電灯9 のフ
ィラメント9b、予熱コンデンサ11、フィラメント9a、バ
ラストチョーク8 、共振コンデンサ5 の経路で電流が流
れ、このとき、電流トランス10の一次巻線10aに電流が
流れると、二次巻線10b に逆電圧が発生し、第２スイッ
チング素子16をオンし、時定数コンデンサ15の電荷が放
電される。

【００１６】以上の動作を繰り返し、放電灯9 のフィラ
メント9a,9b が十分熱せられた時点で放電灯9 が点灯す
る。ここで、平滑コンデンサ18の電圧は電源電圧が上昇
すれば高くなり、下降すれば低くなるため、時定数コン
デンサ15の充電速度は電源電圧が高くなれば速くなり、
第１スイッチング素子6 のオン期間が短くなり出力電流
の増加を抑制する。また、電源電圧が低くなれば充電速
度は遅くなり、第１スイッチング素子6 のオン期間が長
くなり出力電流の減少を抑制する。

【００１７】

【発明の効果】本発明によれば、整流ダイオード17と平
滑コンデンサ18との直列回路を、抵抗14と時定数コンデ
ンサ15との直列回路が平滑コンデンサ18と並列になるよ
うに、部分平滑回路3 の出力端に接続したので、簡単な
回路の追加により入力の高力率化のために部分平滑電源
を使用しても部分平滑電圧の山の部分と谷の部分でほぼ
同じ発振周波数が得られ、しかも電源電圧の変動による
出力変動を抑制することが可能となる。

【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。

【図２】フィードフォワード機能の説明図である。

【図３】部分平滑回路の出力電圧の波形図である。

【図４】従来例を示す回路図である。

【符号の説明】

１ 商用交流電源 ２ 整流回路 ３ 部分平滑回路 ５ 共振コンデンサ ６ 第１スイッチング素子 ７ 発振チョーク ８ バラストチョーク ９ 放電灯 10 電流トランス 14 抵抗 15 時定数コンデンサ 16 第２スイッチング素子 17 整流ダイオード 18 平滑コンデンサ

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 交流電圧を部分平滑電圧に変換する部分
   平滑回路(3) の出力端に、共振コンデンサ(5) と第１ス
   イッチング素子(6) との直列回路を接続し、前記共振コ
   ンデンサ(5) と並列に発振チョーク(7) を接続して並列
   共振回路を形成するとともに、該並列共振回路と並列に
   バラストチョーク(8) と陰極加熱型の放電灯(9) と電流
   トランス(10)の一次巻線(10a) とを直列に接続し、前記
   部分平滑回路(3) の出力端に、抵抗(14)と時定数コンデ
   ンサ(15)との直列回路を接続し、時定数コンデンサ(15)
   に、第２スイッチング素子(16)を、該第２スイッチング
   素子(16)のオンオフにより時定数コンデンサ(15)を充放
   電させるように並列に接続し、時定数コンデンサ(15)の
   電圧と予め設定された基準電圧とを比較して、時定数コ
   ンデンサ(15)の充電電圧が基準電圧に達するまでは第１
   スイッチング素子(6) をオンにし、時定数コンデンサ(1
   5)の電圧が基準電圧を越えると第１スイッチング素子
   (6) をオフにする制御回路(13)を設けた放電灯点灯装置
   において、 整流ダイオード(17)と平滑コンデンサ(18)との直列回路
   を、前記抵抗(14)と時定数コンデンサ(15)との直列回路
   が平滑コンデンサ(18)と並列になるように、前記部分平
   滑回路(3) の出力端に接続したことを特徴とする放電灯
   点灯装置。