JPH07176390A - 放電灯点灯装置 - Google Patents

放電灯点灯装置

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JPH07176390A
JPH07176390A JP5322126A JP32212693A JPH07176390A JP H07176390 A JPH07176390 A JP H07176390A JP 5322126 A JP5322126 A JP 5322126A JP 32212693 A JP32212693 A JP 32212693A JP H07176390 A JPH07176390 A JP H07176390A
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JP
Japan
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current
circuit
resistor
discharge lamp
scr
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JP5322126A
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Inventor
Kazuyuki Yamamoto
一行 山本
Tetsushi Takeda
哲史 武田
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TEC CORP
Original Assignee
TEC CORP
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Publication date
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Abstract

(57)【要約】 【目的】電源投入時のインラッシュ電流の低減を図るこ
とができ、しかも回路上で発熱することがなく、信頼性
を高める。 【構成】ダイオードブリッジ44から出力された直流電
流の電圧が0Vのときにオフ動作する発光ダイオード5
2と受光トランジスタ55とからなるフォトカプラと、
このフォトカプラの受光トランジスタ55のオン動作に
応動してオン動作するトランジスタ60と、ダイオード
ブリッジ44から平滑用コンデンサとの電力供給ライン
に介挿され、電源スイッチ42のオン操作時に、トラン
ジスタ60がオン状態であればオープン状態で、トラン
ジスタ60がオフ状態であればオン状態となり、一度、
オン状態となるとそのオン状態を保持するSCR57と
を設けたもの。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】この発明は、商用電源からの交流
電流を直流電流に変換してインバータ回路に供給し、こ
のインバータ回路により放電灯を点灯制御する放電灯点
灯装置に関する。
【0002】
【従来の技術】従来の放電灯点灯装置の一般的な基本回
路例を図5に示す。
【0003】商用の交流電源1は、電源スイッチ2を介
してノイズフィルタ回路43に接続され、このノイズフ
ィルタ回路43は、ダイオードブリッジ44の交流入力
端子と接続されている。前記交流電源1からの交流電流
は、前記電源スイッチ2のオン操作により、前記ノイズ
フィルタ回路3を介して前記ダイオードブリッジ4に供
給される。
【0004】前記交流電流は、前記ダイオードブリッジ
4で直流電流に整流されて出力される。前記ダイオード
ブリッジ4の直流出力端子間には、平滑用コンデンサ5
を介して、インバータ回路7が接続されている。前記ダ
イオードブリッジ4から出力された直流電流は、前記平
滑用コンデンサ5により平滑されて、前記インバータ回
路6へ供給される。
【0005】このインバータ回路6には、放電灯7が接
続され、入力された直流電流を高周波電流に変換して、
前記放電灯7へ出力し、この放電灯7を点灯制御する。
【0006】この回路における前記交流電源1から供給
される交流電流の電圧波形 (入力電圧) とダイオードブ
リッジ4から出力される直流電流の電流波形 (入力電
流) とのグラフを図6に示す。
【0007】電源スイッチ2がオン操作されると、整流
回路4から平滑用コンデンサ5及びインバータ回路6
へ、平滑用コンデンサへの充電電流を含めたインラッシ
ュ電流が流れる。
【0008】このインラッシュ電流の電流量 (I) は、
電源スイッチのオン操作時の交流電源1からの出力され
る交流電流の位相によって決定される。すなわち、交流
電源1からの交流電流の電位 (V) 、電源に対する負荷
分の抵抗値 (R) とすると、 I=VR となる。
【0009】ここで、負荷分の抵抗値Rはほとんど一定
であるから、インラッシュ電流の電流量Iは、交流電源
1から出力される交流電流の電位Vにより決定される。
【0010】例えば時点t1では、交流電源1からの交
流電流の電位が正の最高電位 (ピーク電位) となってい
るので、インラッシュ電流の電流量も最高の値となる。
このインラッシュ電流が流れてしまうと、以降、交流電
流に電位が正又は負のピーク電位となってとき (t2,
t3) のインラッシュ電流は小さくなる。
【0011】しかし、一般的に電源に対する負荷分の抵
抗値Rは非常に小さいため、電源スイッチがオン操作さ
れたときの交流電流の電位がピーク電位であると、一般
的な放電灯点灯装置では、約200A程度の電流量が流
れることがある。
【0012】図7に示すように、一般家庭の室内配線に
おいては、商用交流電源11からの交流電流の配線は、
ブレーカ12を介して複数の放電灯点灯装置13,1
4,15,…が接続されている。
【0013】従って、ブレーカ12に流れる電流の最大
値Imは、放電灯点灯装置1台の最大のインラッシュ電
流をIaとし、ブレーカ12を介して接続された放電灯
点灯装置13,14,15,…の台数をNとすると、 Im=Ia×N となる。
【0014】このような膨大な電流量Imの電流がブレ
ーカ12に流れると、ブレーカ12の接点不良が生じる
虞があるという問題があった。また、瞬間的に過大な電
流が流れることにより、交流電源11から供給される交
流電流の波形が歪み、リンギングすることにより、他の
機器及び放電灯点灯装置自身へ悪い影響を及ぼすという
問題があった。
【0015】このような問題を解決する方法としては、
ブレーカの台数を増加させて、ブレーカ1台当りの放電
灯点灯装置の接続台数を減少させて、ブレーカ及び各配
線に流れるインラッシュ電流の電流量を減少させるとい
う対策が考えられるが、ブレーカの台数を増加させるの
は非経済的である。
【0016】そこで、従来の放電灯点灯装置では、その
回路内にインラッシュ電流の低減を行ったものが知られ
ている。
【0017】図8に、上述したインラッシュ電流の低減
を行った回路例を示す。
【0018】すなわち、図示しない商用の交流電源から
ノイズフィルタを介して供給された交流電流を整流する
ダイオードブリッジ21と、このダイオードブリッジ2
1で整流された直流電流を平滑して、図示しない放電灯
を点灯制御するインバータ回路へ供給する平滑コンデン
サ22との間において、前記ダイオードブリッジ21の
正極側の直流出力端子と負極側の直流出力端子との間
に、第1の抵抗23と時定数用コンデンサ24とからな
る直列回路が接続されている。前記第1の抵抗23と時
定数用コンデンサ24との接続点から前記ダイオードブ
リッジ21の負極側の直流出力端子との間に、第2の抵
抗25と第3の抵抗26とからなる直列分圧回路が接続
されている。
【0019】前記平滑コンデンサ22の負極端子と前記
ダイオードブリッジ21の負極側の直流出力端子との間
には、第4の抵抗27が接続され、この第4の抵抗に並
列に、前記ダイオードブリッジ21の極性に順方向にS
CR( silicon controlledrectifier)28が接続されて
いると共に、前記ダイオードブリッジ21の極性と逆方
向にダイオード29が接続されている。
【0020】前記第2の抵抗25と前記第3の抵抗26
との接続点は、前記SCRのゲート端子に接続されてい
る。
【0021】この回路では、平滑用コンデンサ22を介
して流れるインラッシュ電流を第4の抵抗27で消費す
るものである。しかし、常時この第4の抵抗27でイン
ラッシュ電流を消費するのでは不経済であるので、SC
R28を電源投入時のみオフ状態 (オープン状態) に
し、電源投入から一定時間後、SCR28をオン状態
(導通状態) にして、平滑用コンデンサ22から流れる
インラッシュ電流を、第4の抵抗27を介さないで、S
CR28を介してダイオードブリッジ21の負極端子に
流すようにするものである。
【0022】すなわち、電源投入時、第1の抵抗23を
介して電流が時定数用コンデンサ24へ流れ、この時定
数用コンデンサ24の充電状態にしたがって、第1の抵
抗23と時定数用コンデンサ24との接続点の電位が次
第に上昇する。最初、SCR28は、そのゲート端子に
電流が流れないので、オープン状態となっており、平滑
用コンデンサ22を介して流れる電流は、第4の抵抗2
7を介して流れ、インラッシュ電流は、この第4の抵抗
27により消費され低減される。
【0023】しかし、所定時間経過すると、第1の抵抗
23と時定数用コンデンサ24との接続点の電位が所定
の電位を上回り、その所定電位の第2の抵抗25と第3
の抵抗26とからなる直列分圧回路の分圧出力が上昇す
るので、SCR28はオン状態となり、以後、平滑用コ
ンデンサ22を流れる電流は、第4の抵抗27を介さず
に、SCR28を介してダイオードブリッジ21の負極
側の直流出力端子に流れる。
【0024】しかし、SCR28が破損してオープン状
態になったならば、常時第4の抵抗27にインラッシュ
電流が流れることになり、不経済であると共に第4の抵
抗27が発熱して回路上に悪影響を与えるという問題が
ある。
【0025】この問題については、図9に示すように、
第4の抵抗27とダイオードブリッジ21の負極側の直
流出力端子との間に熱感知式フューズ27aを設けるこ
とにより解決する。すなわち、第4の抵抗27が発熱
し、その温度が所定の上限温度を上回ると、熱感知式フ
ューズ27aが溶断して、第4の抵抗27に流れる電流
を遮断することができる。
【0026】また図10に、インラッシュ電流の低減を
行った他の回路例を示す。
【0027】すなわち、図示しない商用の交流電源から
ノイズフィルタを介して供給された交流電流を整流する
ダイオードブリッジ31と、このダイオードブリッジ3
1で整流された直流電流を平滑して、図示しない放電灯
を点灯制御するインバータ回路へ供給する平滑コンデン
サ32との間において、前記ダイオードブリッジ31の
正極側の直流出力端子と平滑用コンデンサ32の正極端
子との間に、第1の抵抗33が接続され、この第1の抵
抗33に並列にSCR34が順方向に接続されている。
さらに、前記第1の抵抗33に並列に、第2の抵抗35
と第3の抵抗36とからなる直列分圧回路が接続され、
この直列分圧回路の分圧出力は、前記SCR34のゲー
ト端子に入力されるようになっている。
【0028】また、前記第3の抵抗36に並列に、コン
デンサ37が接続されている。
【0029】なお、上述した回路と前記平滑用コンデン
サ32との間に、アクティブフィルタ回路38を設け
て、前記ダイオードブリッジ31で整流した直流電流の
電圧を昇圧するようになっている。
【0030】この回路でも、上述した図8に示す回路と
同様に、平滑用コンデンサ32に流れるインラッシュ電
流を、電源投入時には第1の抵抗33で消費し、所定時
間経過すると、SCR34がオン状態となって、第1の
抵抗33を介さないで、SCR34を介して平滑用コン
デンサ32に電流を流すものである。
【0031】すなわち、平滑用コンデンサ32に流れる
電流は、ほとんど第1の抵抗33を介して流れ、一部第
2の抵抗35と第3の抵抗36とからなる直列分圧回路
を介して流れる。一方第2の抵抗35を介してコンデン
サ37に電流が流れ、このコンデンサ37の充電状態に
したがって、直列分圧回路の分圧出力が上昇する。
【0032】最初、SCR34は、そのゲート端子に電
流が流れないので、オープン状態となっており、第1の
抵抗33を介して電流が平滑用コンデンサ32に流れ、
インラッシュ電流は、この第1の抵抗33により消費さ
れ低減される。
【0033】しかし、所定時間経過すると、第2の抵抗
35と第3の抵抗36との直列分圧回路の分圧出力が上
昇し、SCR34がオン状態となり、以後、平滑用コン
デンサ32 (アクティブフィルタ回路38) に流れる電
流は、第1の抵抗33を介さずに、SCR34を介して
流れる。
【0034】従ってこの回路についても上述したよう
に、SCR34が破損してオープン状態となった場合に
同様な問題が発生し、上述したように熱感知式フューズ
を設けることにより解決することができる。
【0035】
【発明が解決しようとする課題】上述したように、従来
の放電灯点灯装置では、平滑コンデンサに流れる電流を
消費する抵抗を設けて、インラッシュ電流の低減を図
り、電源投入から所定時間経過すると、上記抵抗を介さ
ずに平滑コンデンサに流れる電流を流すためのSCRを
設けたものであるが、SCRが破損したときに、上記抵
抗が発熱し、回路に悪い影響を与えるという問題があっ
た。
【0036】また上記抵抗に直列に熱感知式フューズを
設けて上記問題を解決しても、熱感知式フューズが溶断
してしまうと、放電灯点灯装置として使用できなくなる
という問題があった。
【0037】そこでこの発明は、電源投入時のインラッ
シュ電流の低減を図ることができ、しかも回路上で発熱
することがなく、異常状態の解除が簡単にでき、信頼性
の高い放電灯点灯装置を提供することを目的とする。
【0038】
【課題を解決するための手段】この発明は、商用電源か
ら供給された交流電流を整流回路により直流電流に整流
してインバータ回路に供給し、このインバータ回路によ
り放電灯を点灯制御する放電灯点灯装置において、整流
回路からの供給される直流電流の電圧が0Vになったか
否かを判定するゼロ点判定手段と、このゼロ点判定手段
により電源投入後に最初に0Vが判定されるまで、整流
回路からインバータ回路への電力供給を遮断する電力供
給遮断手段と、ゼロ点判定手段により最初に0Vが判定
されると、整流回路からインバータ回路への電力供給遮
断手段による電力供給の遮断を解除する電力遮断解除手
段とを設けたものである。
【0039】
【作用】このような構成の本発明において、電源投入
時、ゼロ点判定手段により、整流回路からの直流電流の
電圧が0Vになったと判定されるまで、電力供給遮断手
段により、整流回路からインバータ回路への電力供給が
遮断される。
【0040】その後、ゼロ点判定手段により整流回路か
らの直流電流の電圧が0Vになったと判定されると、電
力遮断解除手段により、電力供給遮断手段による電力供
給の遮断が解除される。
【0041】
【実施例】以下、この発明の一実施例を図面を参照して
説明する。
【0042】図1は、この発明を適用した放電灯点灯装
置の要部回路構成を示すブロック図である。
【0043】商用の交流電源41は、電源スイッチ42
を介して、外来ノイズ及び装置本体から放出されるノイ
ズをカットするノイズフィルタ回路43に接続され、こ
のノイズフィルタ回路43は整流回路としてのダイオー
ドブリッジ44の交流入力端子と接続されている。前記
交流電源41からの交流電流は、前記電源スイッチ42
のオン操作により、前記ノイズフィルタ回路43を介し
て整流回路としての前記ダイオードブリッジ44に供給
される。
【0044】前記交流電流は、前記ダイオードブリッジ
44で整流されて出力される。前記ダイオードブリッジ
44の直流出力端子間には、後述するゼロクロス起動回
路45が接続されている。
【0045】このゼロクロス起動回路45は、前記交流
電源41の交流電流のゼロクロス点を検出するため、前
記ダイオードブリッジ44により整流された直流電流の
0V電位を検出し、電源投入後、0Vを検出するまで
は、前記ダイオードブリッジ44から出力された直流電
流の次に説明する回路への供給を遮断し、電源投入後0
Vを検出すると、上記回路へ前記直流電流の供給を開始
するものである。
【0046】このゼロクロス起動回路45は、平滑用コ
ンデンサ46を介して、インバータ回路47と接続され
ている。前記ゼロクロス起動回路45から出力された直
流電流は、前記平滑用コンデンサ46により平滑され
て、前記インバータ回路47へ供給される。
【0047】このインバータ回路47には、負荷として
放電灯48が接続され、入力された直流電流を高周波電
流に変換して前記放電灯48へ出力し、この放電灯48
を点灯制御する。
【0048】図2は、前述したゼロクロス起動回路の詳
細な回路図である。
【0049】前記ダイオードブリッジ44の直流出力端
子間には、まず、第1の抵抗51とフォトカプラの発光
ダイオード52とからなる直列回路及び第2の抵抗53
と第3の抵抗54とからなる直列分圧回路が接続されて
いる。
【0050】この直列分圧回路の分圧出力点と前記ダイ
オードブリッジ44の負極側の直流出力端子との間に
は、前記フォトカプラの受光トランジスタ55と第4の
抵抗56とからなる直列回路が接続されている。なお、
前記フォトカプラを構成する発光ダイオード52及び受
光トランジスタ55は、ゼロ点判定手段を構成してい
る。
【0051】前記ダイオードブリッジ44の正極側の直
流出力端子と前記平滑用コンデンサ46の正極端子とを
接続する電力供給ラインには、電力供給遮断手段として
のSCR(silicon controlled rectifier)57が介挿さ
れ、このSCR57に並列して、第5の抵抗58と第6
の抵抗59とからなる直列分圧回路が接続されている。
この直列分圧回路の接続点は、前記SCR57のゲート
端子と接続されている。
【0052】さらに、前記第5の抵抗58に並列して、
電力遮断解除手段としてのNPN形のトランジスタ60
のコレクタ・エミッタ間が接続され、このトランジスタ
60のベース端子には、前記受光トランジスタ55と前
記第4の抵抗56との接続点が接続されている。
【0053】このような構成の本実施例においては、電
源スイッチ42がオン操作されると、交流電源41から
供給された交流電流は、ノイズフィルタ回路43を介し
て、ダイオードブリッジ44に供給され、このダイオー
ドブリッジ44で直流電流に整流されてゼロクロス起動
回路45に出力される。
【0054】このゼロクロス起動回路45では、ダイオ
ードブリッジ44から出力された直流電流が第1の抵抗
51を介して、フォトカプラの発光ダイオード52に流
れる。
【0055】この発光ダイオード52に所定量以上の電
流が流れると、フォトカプラの受光トランジスタ55が
オン動作し、トランジスタ60がオン動作し、SCR5
7のゲート端子・アノード端子間が短絡するので、SC
R57はオープン状態 (遮断状態) となる。
【0056】また、発光ダイオード52に電流が流れな
くなると、すなわち、交流電流の電圧波形上のゼロクロ
ス点、つまり、ダイオードブリッジ回路44の出力電圧
が0Vになったとき、受光トランジスタ55がオフ動作
し、トランジスタ60がオフ動作し、SCR57のゲー
ト端子に第5の抵抗58を介して電流が流れるので、S
CR57がオン状態となる。
【0057】従って、以降、トランジスタ60の状態に
かかわらずSCR57はオン状態を保持するので、ダイ
オードブリッジ44から出力された直流電流は、ゼロク
ロス起動回路、すなわちSCR57を介して平滑用コン
デンサ46に供給される。
【0058】例えば、図3に示すように、交流電源41
から供給される交流電流の電圧波形(入力電圧) 上のピ
ーク値の時点T1で、電源スイッチ42がオン操作され
ると、ダイオードブリッジ44から供給される直流電流
により、発光ダイオード52に所定量以上の電流が流
れ、フォトカプラの受光トランジスタ55がオン動作
し、トランジスタ60がオン動作してSCR57がオー
プン状態となる。
【0059】従って、時点T1から交流電流の電圧が0
Vになる時点T2まで、SCR57はオープン状態のま
まであるから、ダイオードブリッジ44から出力された
直流電流は、平滑用コンデンサ46には供給されない。
なお、第5の抵抗58及び第6の抵抗59の抵抗値は十
分に大きな抵抗値であるから、それらからなる直列分圧
回路を介してダイオードブリッジ44から平滑用コンデ
ンサ46へ微少量の電流が流れるものの、問題となるよ
うな発熱は生じない。
【0060】すなわち、電源スイッチ42がオン操作さ
れた後の、この時点T1から時点T2まで時間は、実際
上の待機時間となる。
【0061】時点T2になり、交流電流の電圧が0Vに
なると、ダイオードブリッジ44から出力された直流電
流の電圧も0Vになり、発光ダイオード52には電流が
流れないので、受光トランジスタ55がオフ動作し、ト
ランジスタ60がオフ動作してSCR57がオン状態と
なる。このSCR57のオン状態は、以降、SCR57
のアノード端子・カソード端子間が短絡されるまで保持
される。
【0062】時点T2から時点T3へ、交流電流の電圧
が0Vから負の方向に上昇するにしたがって、ダイオー
ドブリッジ44から出力される直流電流の電流量が0A
から上昇する。その結果、最初のインラッシュ電流を、
いっきに流すのではなく、時間をかけて分散的に流すの
で、インラッシュ電流が低減される。
【0063】このように本実施例によれば、ダイオード
ブリッジ44から出力された直流電流の電圧が0Vのと
きにオフ動作する発光ダイオード52と受光トランジス
タ55とからなるフォトカプラと、このフォトカプラの
受光トランジスタ55のオン動作に応動してオン動作す
るトランジスタ60と、ダイオードブリッジ44から平
滑用コンデンサとの電力供給ラインに介挿され、電源ス
イッチ42のオン操作時に、トランジスタ60がオン状
態であればオープン状態で、トランジスタ60がオフ状
態であればオン状態となり、一度、オン状態となるとそ
のオン状態を保持するSCR57とを設けたことによ
り、電源投入時に、交流電流の電圧が高い場合には、そ
の交流電流の電圧がゼロクロス点まで変位するまで電力
供給を遮断するので、インラッシュ電流の低減を図るこ
とができる。
【0064】従って、過大なインラッシュ電流によるブ
レーカ等を含む他の機器及び事故回路への過大なストレ
スを与えることがなくなり、悪い影響を除去することが
できる。従って、1個のブレーカに接続できる放電灯点
灯装置の個数を増加することができ、経済的にも節約す
ることができる。
【0065】また、この実施例では、抵抗等により電流
を消費してインラッシュ電流の低減を図っているのでは
ないので、上抵抗等による問題となる発熱がなく、信頼
性が高くすることができる。
【0066】また、熱感知式フューズを使用する必要が
ないので、SCRが破損した場合に、SCRのみを交換
するだけでよく、異常状態の解除が簡単にできる。
【0067】なお、図4に示すように、本実施例のゼロ
クロス起動回路45と平滑用コンデンサ46との間に、
アクティブフィルタ回路71を設けると、上述した実施
例の効果を得ることができると共に、さらに交流電源4
1からの入力電流高調波の低減にも効果がある。
【0068】なお、アクティブフィルタ回路71は、例
えば、前記ゼロクロス起動回路45から出力される電流
(電圧) を検出する第7の抵抗72と第8の抵抗73と
からなる直列分圧回路と、エネルギーの蓄積及び放出を
行うインダクタ74と、前記インダクタ74に流れる電
流を制御してチョッピングを行う制御用トランジスタ7
5と、前記直列分圧回路の分圧出力等に基づいて、制御
用トランジスタ75をオン/オフ制御する制御回路76
と、このチョッピングにより得られた電流を整流して出
力するダイオード77とから構成されている。
【0069】
【発明の効果】以上詳述したようにこの発明によれば、
電源投入時のインラッシュ電流の低減を図ることがで
き、過大なインラッシュ電流によるブレーカ等を含む他
の機器及び自己回路への悪い影響を除去することがで
き、また回路上で発熱することがなく、熱感知式フュー
ズ等を使用しなくて済むので、信頼性の高い放電灯点灯
装置を提供できる。
【図面の簡単な説明】
【図1】この発明の一実施例の放電灯点灯装置の要部回
路構成を示すブロック図。
【図2】同実施例の放電灯点灯装置のゼロクロス起動回
路を示す詳細な回路図。
【図3】同実施例の放電灯点灯装置の入力の電圧波形と
出力の電流波形を示す図。
【図4】この発明を適用した他の放電灯点灯装置の要部
回路構成を示すブロック図。
【図5】従来の一般的な放電灯点灯装置の要部回路構成
を示すブロック図。
【図6】従来の放電灯点灯装置の入力の電圧波形と出力
の電流波形を示す図。
【図7】従来の室内配線の構成を示すブロック図。
【図8】従来の放電灯点灯装置のインラッシュ電流の低
減を行った例を示す回路図。
【図9】図8に示す回路の改善例を示す回路図。
【図10】従来の放電灯点灯装置のインラッシュ電流の
低減を行ったの他の例を示す回路図。
【符号の説明】
45…ゼロクロス起動回路、52,55…フォトカプラ
の発光ダイオード及び受光トランジスタ、57…SC
R、60…トランジスタ。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 商用電源から供給された交流電流を整流
    回路により直流電流に整流してインバータ回路に供給
    し、このインバータ回路により放電灯を点灯制御する放
    電灯点灯装置において、前記整流回路からの供給される
    直流電流の電圧が0Vになったか否かを判定するゼロ点
    判定手段と、このゼロ点判定手段により電源投入後に最
    初に0Vが判定されるまで、前記整流回路から前記イン
    バータ回路への電力供給を遮断する電力供給遮断手段
    と、前記ゼロ点判定手段により最初に0Vが判定される
    と、前記整流回路から前記インバータ回路への前記電力
    供給遮断手段による電力供給の遮断を解除する電力遮断
    解除手段とを設けたことを特徴とする放電灯点灯装置。
JP5322126A 1993-12-21 1993-12-21 放電灯点灯装置 Pending JPH07176390A (ja)

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