JPH07303377A - 電力変換装置 - Google Patents

電力変換装置

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JPH07303377A
JPH07303377A JP6239211A JP23921194A JPH07303377A JP H07303377 A JPH07303377 A JP H07303377A JP 6239211 A JP6239211 A JP 6239211A JP 23921194 A JP23921194 A JP 23921194A JP H07303377 A JPH07303377 A JP H07303377A
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JP
Japan
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circuit
voltage
transistor
output
switching
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JP6239211A
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English (en)
Inventor
Mochikiyo Nobuhara
以清 延原
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Toshiba Lighting and Technology Corp
Original Assignee
Toshiba Lighting and Technology Corp
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Publication date
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    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02BCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO BUILDINGS, e.g. HOUSING, HOUSE APPLIANCES OR RELATED END-USER APPLICATIONS
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    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02EREDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E30/00Energy generation of nuclear origin
    • Y02E30/30Nuclear fission reactors

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Abstract

(57)【要約】 【目的】電源投入時や負荷が異常となったときに、負荷
やスイッチング素子への高電圧の印加を防止できる電力
変換装置を提供することを目的とする。 【構成】昇圧型の第1のスイッチング回路4を含む直流
電源と、直流電源の出力端に接続される第2のスイッチ
ング回路5と、第2のスイッチング回路の出力端に接続
される負荷Fよりなる電力変換装置であって、第1のス
イッチング回路にスイッチング素子の駆動信号を発生す
る制御回路8を設け、第2のスイッチング回路のスイッ
チング動作により得られる電源を制御回路の駆動用電源
としたことを特徴とする。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、昇圧型のチョッパ回路
とインバータ回路とを備えた電力変換装置に関する。
【0002】
【従来の技術】従来、チョッパ回路とインバータ回路と
を組み合わせた電力変換装置として、例えば特開昭58
−204496号公報に記載されているものが知られて
いる。すなわち、交流電源に接続され交流電源の出力を
直流に変換する直流変換回路と、この直流変換回路の出
力側に接続され、直流変換回路の出力を高周波に変換す
るインバータ回路からなる周波数変換器と、周波数変換
器の出力側に接続されたコンデンサとリアクトルからな
る直列共振回路とを備え、負荷としての放電灯が直列共
振回路のコンデンサに並列接続されて構成されている。
【0003】また、直流変換回路は交流電源側より交流
を全波整流する整流回路、整流回路に対し直列に接続さ
れたリアクトルおよび並列に接続されたスイッチング素
子により全波整流電圧をチョッピングするチョッパ回路
と、チョッピングされた電圧を平滑して直流電圧とする
ダイオードとコンデンサよりなる平滑回路の順で形成さ
れている。
【0004】さらに、チョッパ回路には、スイッチング
素子の導通期間を可変して周波数変換器への平滑電圧を
増減し得るパルス制御手段が備えられているものであ
る。
【0005】上記のように構成された電力変換装置によ
れば、入力される全波整流電圧を直接チョッピングして
平滑しているため、電源側からみた商用インピーダンス
が高くなり力率が向上すると共に、リップルが極めて少
ないため、放電灯のちらつきが除去されるという利点が
ある。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、このよ
うに構成されているものは、チョッパ回路のスイッチン
グ素子を制御するパルス制御手段の駆動電源をダイオー
ドブリッジから得ているため、例えばインバータ回路ま
たは負荷である放電灯に異常が生じたとき等、インバー
タ回路の動作が停止したときにおいても、チョッパ回路
は動作し続けるため、チョッパ回路のスイッチング素子
にストレスが生ずると共に、そのチョッパ回路の出力電
圧がインバータ回路に印加し続けられるものであった。
また、電源投入直後に昇圧型チョッパ回路が動作し、瞬
時に交流電源よりも高い電圧がインバータ回路に与えら
れるため、放電灯の始動時に瞬時に高電圧が印加される
ことになり、放電灯の寿命を短くする原因となってい
た。また、このような高電圧を防止するためには、制御
回路が非常に複雑になるという問題があった。
【0007】そこで本発明は、上記の従来における問題
点を解決するためなされたもので、その目的は、電源投
入時や負荷が異常となったときに、負荷やスイッチング
素子への高電圧の印加を防止できる電力変換装置を提供
することを目的とする。
【0008】
【課題を解決するための手段】本発明の電力変換装置
は、昇圧型の第1のスイッチング回路を含む直流電源
と、直流電源の出力端に接続される第2のスイッチング
回路と、第2のスイッチング回路の出力端に接続される
負荷よりなる電力変換装置であって、第1のスイッチン
グ回路にスイッチング素子の駆動信号を発生する制御回
路を設け、第2のスイッチング回路のスイッチング動作
により得られる電源を制御回路の駆動用電源としたこと
を特徴とする。
【0009】
【作用】上記構成によると、第1のスイッチング回路に
おけるスイッチング素子の駆動信号を発生する制御回路
の駆動用電源を第2のスイッチング回路のスイッチング
動作により得るように構成したから、第2のスイッチン
グ回路の動作が始まってからでないと、昇圧型の第1の
スイッチング回路の制御回路に電源が供給されない。し
たがって、電源投入直後に第2のスイッチング回路から
負荷に過大な電圧が印加されることはなくなるものであ
る。
【0010】
【実施例】以下添付図面を参照して、本発明の実施例に
係る電力変換装置を説明する。
【0011】図1は、本発明を放電点灯装置に適用した
場合の実施例の構成を示す回路図である。同図の装置
は、交流電源1より入力された交流入力を整流回路3に
より脈流出力に変換(直流化)し、この脈流出力を昇圧
型チョッパ回路4により平坦化すなわち平滑して出力
し、これをスイッチングトランジスタQ1aとQ1bと
からなるシリーズインバータ回路5により高周波電流に
変換して、出力端子6に接続された蛍光ランプFを点灯
するものである。
【0012】昇圧型の第1のスイッチング回路であるチ
ョッパ回路4は、整流回路3の正側出力端子とインバー
タ回路5の正側入力端子との間に直列接続されたインダ
クタLcpとダイオードDcp、チョッパ回路4の出力
端子に並列に接続された平滑用コンデンサCcp、MO
S形電界効果トランジスタQcp等により構成されてい
る。コンデンサC81、C82およびダイオードD8
1、D82は倍圧整流回路8aを構成しており、後述す
るインバータ回路5の電流トランスT2の二次巻線W2
bに発生する高周波電圧を倍圧整流して、トランジスタ
Qcpの駆動信号を発生する制御回路の駆動用電源を形
成する。また、この整流出力は抵抗R41およびR42
を介してトランジスタQcpのゲートに印加される。
【0013】また、トランジスタQcpのゲートはダイ
オードD43を介してトランジスタQ41のコレクタに
接続されている。トランジスタQ41のベースは抵抗R
43およびツェナーダイオードZD41を介してインバ
ータ回路5のトランジスタQ1aとQ1bの接続点に接
続されている。
【0014】このチョッパ回路4は、インバータ回路5
が高周波出力を発生すると、トランジスタQcpを前述
の倍圧整流出力により直流駆動してオンするとともにイ
ンバータ回路5の高周波出力の1サイクルごとに出力電
圧がツェナーダイオードZD41のツェナー電圧を越え
る期間にトランジスタQ41をオンすることで、トラン
ジスタQcpをオフする。これにより、トランジスタQ
cpはインバータ回路5の発振周波数と同期してオン・
オフを繰り返す。トランジスタQcpがオンすると、イ
ンダクタLcpは付勢され、電磁エネルギーが蓄積され
る。そして、次にトランジスタQcpがオフされると、
インダクタLcpに蓄積された電磁エネルギーはインダ
クタLcp、ダイオードDcp、インバータ回路5およ
び整流回路3の経路で放出される。コンデンサCcpは
平滑用のコンデンサであり、インバータ回路5に供給さ
れる電流を平滑する。この出力電流は主にトランジスタ
Qcpのオン・デューティによって定まり、整流回路3
の出力電圧にはほとんど依存しない。しかも、インバー
タ回路5の出力電圧が高ければツェナーダイオードZD
41およびトランジスタQ41のオン期間が長くなり、
トランジスタQcpのオン・デューティは小さくなる。
逆にインバータ回路5の出力電圧が低ければトランジス
タQcpのオン・デューティは大きくなる。このため、
平滑コンデンサCcpへの充電電流はある程度安定化さ
れ、インバータ回路5への直流出力の平滑度を高く、か
つ交流電源1から整流回路3への力率を高くすることが
できるという利点がある。
【0015】インバータ回路5において、T2は可飽和
形の帰還用トランスで、ひとつの一次巻線W21と二つ
の互いに逆巻の二次巻線W2a,W2bとを有する。一
次巻線W21は出力端子6に直列に挿入され、ここを流
れる負荷電流を検出してそれに対応した互いに逆相の二
次電圧を各二次巻線W2a,W2bに生じさせる。二次
巻線W2aは、スイッチングトランジスタQ1aのベー
ス駆動回路5aの入力端に接続され、また、ベース駆動
回路5aの出力端はスイッチングトランジスタQ1aの
ベースに接続されている。二次巻線W2bも同様でベー
ス駆動回路5bを介してスイッチングトランジスタQ1
bのベースに接続されている。負荷である蛍光ランプF
は、チョークコイルCHを介してインバータ回路5の出
力端子6とチョッパ回路4の直流出力端子との間に接続
されている。
【0016】この装置においては、さらにチョッパ回路
4の正側直流端子から抵抗R1およびコンデンサC1を
経由してチョッパ回路4の負側直流出力端子に至る直列
回路と、抵抗R1とコンデンサC1との接続点Jから一
方のスイッチングトランジスタQ1bのベースに直列に
接続された双方向サイリスタSSとでインバータ回路5
の起動回路を形成している。なお、接続点Jとスイッチ
ングトランジスタQ1bのコレクタとの間に順方向に接
続されたダイオードD1は、インバータ起動後に、コン
デンサC1の充電電圧を双方向サイリスタSSのブレー
クダウン電圧以下に保ち起動回路の動作を停止させ、イ
ンバータ回路の誤動作を防止するためのものである。
【0017】図1の装置において、交流電源1が投入さ
れると、整流回路3から整流(脈流)出力が発生する。
この脈流出力はチョッパ回路4のインダクタLcpおよ
びコンデンサCcpからなるL形フィルタにより平滑さ
れて、チョッパ回路4の出力端にはほぼ交流電源電圧の
ピーク値の直流電圧が発生する。これにより、抵抗R1
を介してコンデンサC1が充電を開始する。そして、接
続点Jの電位が双方向サイリスタSSのブレークダウン
電圧を越えると、このサイリスタSSが導通して片側の
スイッチングトランジスタQ1bにベース電流を供給す
る。また、スイッチングトランジスタQ1bのコレクタ
にはダイオードD1を介して接続点Jから電流が供給さ
れるので、Q1bが導通状態となり、インバータ回路5
が起動されて発振を開始する。
【0018】この間、負荷電流の一部がトランスT2に
よって正帰還されていることは述べるまでもなく、スイ
ッチングトランジスタQ1a,Q1bはそれらのベース
駆動回路5a、5bにより交互にオン・オフされること
により発振を持続する。
【0019】起動直後は蛍光ランプFが放電可能状態に
達していないので、出力端子6にはチョークコイルCH
と蛍光ランプFの両フィラメント間に接続された始動用
コンデンサC2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。また、インバータ回
路5が発振を開始して負荷電流が流れると、電流トラン
スT2の二次巻線W2bの高周波電圧が倍圧整流回路8
aにより整流され、チョッパ回路4のトランジスタQc
pに印加されて、そのチョッパ回路4が駆動を開始し、
整流回路3の出力を昇圧および平滑する。
【0020】次に、チョッパ制御回路8を説明する。こ
の制御回路8は、インバータ回路5の起動後一定の時間
が経過するまでチョッパ回路4の昇圧動作を積極的に遅
れさせることにより一定期間中インバータ回路5の出力
を低減させ、蛍光ランプFが予熱終了前に放電を開始す
るいわゆるコールドスタートを確実に防止するソフトス
タート機能を有する。また、無負荷および負荷短絡を検
出し、トランジスタQcpをオフすることによりチョッ
パ動作を停止させ、チョッパ回路4の直流出力、換言す
ればインバータ回路5の高周波出力を低減させる作用も
有する。すなわち、交流電源1を投入してインバータ回
路5を起動すると、トランスT2の二次巻線W2bには
高周波電圧が発生する。この電圧は、倍圧整流回路8a
で直流出力に変換される。この直流出力が発生すると、
制御回路8はその出力を駆動用の電源として動作する
が、電源投入後はコンデンサC83の電荷は零で端子電
圧も零である。このため、ツェナーダイオードZD81
およびトランジスタQ82がオフし、トランジスタQ8
1がオンしてトランジスタQcpがオフとなり、昇圧型
チョッパは昇圧動作を行わない。したがって、チョッパ
出力およびインバータ回路5の出力は低い。次いで、倍
圧整流回路8aの直流出力によりコンデンサC83が抵
抗R81を介して充電され、その端子電圧がツェナーダ
イオードZD81のツェナー電圧を越えると、ツェナー
ダイオードZD81がオンし、トランジスタQ82がオ
ンし、トランジスタQ81がオフする。これにより、ト
ランジスタQcpはトランジスタQ41のオン・オフに
したがってオン・オフを開始する。ここで初めて昇圧型
チョッパ回路4が作動し、インバータ回路5の入力電圧
を正常動作時の電圧まで上昇させる。
【0021】これにより、インバータ回路5の出力電圧
が上昇し、蛍光ランプFは両フィラメント間に放電開始
電圧より十分に高い電圧が印加され放電を開始する。放
電開始後は、コンデンサC2がランプ放電パスによって
実質的に閉路されるため、前述の共振がくずれて負荷電
流が安定し、正常な点灯状態となる。
【0022】また、無負荷時は、チョークコイルCHと
コンデンサC2との直列共振により負荷電流が増大し、
トランスT2の二次巻線W2aの電圧が上昇する。した
がって、倍圧整流回路8aの出力電圧が上昇し、この状
態が設定時間以上続くと、抵抗R82を介して充電され
るコンデンサC84の端子電圧がツェナーダイオードZ
D82のツェナー電圧を越える。これにより、ツェナー
ダイオードZD82およびトランジスタQ83がオン
し、トランジスタQ82がオフし、さらにトランジスタ
Q81がオンして、トランジスタQcpをオフし、チョ
ッパ回路4の昇圧動作を停止する。したがって、インバ
ータ回路5に供給される電圧は低減される。 負荷短絡
時は、インバータ回路5が誘導性負荷となり、負荷電流
が減少し、トランスT2の二次巻線W2bの電圧が下が
る。これにより、倍圧整流回路8aの出力が低下してツ
ェナーダイオードZD83がオフし、トランジスタQ8
3がオンする。そして倍圧整流回路8aの出力電圧が所
定値以上であれば、回路8aからトランジスタQ84、
抵抗R83およびツェナーダイオードZD84を介して
トランジスタQ83がオンされ、以下無負荷時の場合の
ようにトランジスタQcpがオフしてチョッパ回路4の
昇圧動作が停止し、インバータ回路5の入力電圧が低減
する。
【0023】また、インバータ回路5または、負荷が異
常となりインバータ回路5の動作が停止したときは、チ
ョッパ回路4のトランジスタQcpがオフして、チョッ
パ回路の動作が停止するため、そのトランジスタQcp
に電気的なストレスが生ずることがない。
【0024】図2は、本発明の他の実施例に係る放電灯
点灯装置の回路構成を示すもので、同図の装置は、図1
のものに対し、ノイズ防止回路2を付加し、昇圧型チョ
ッパ回路4、インバータ回路5およびチョッパ制御回路
8の構成を変形したものである。なお、図2において、
図1の装置と共通または対応する部分については、同じ
参照記号で示す。
【0025】このチョッパ回路4においては、トランス
T1のトリガ巻線W1tに流れる高周波の負荷電流がこ
の高周波の1サイクルごとの負荷電流が所定値を越えベ
ース駆動巻線W1bの出力電圧がトランジスタQcpの
オン電圧を越えたとき、トランジスタQcpにベース電
流が僅かに流れる。これにより、トランジスタのQcp
のコレクタ電流が流れ、これがトランスT1のコレクタ
巻線W1cおよびベース駆動巻線W1bを介してトラン
ジスタQcpのベースに正帰還される。すなわち、トラ
ンジスタQcpは、トランスT1のトリガ巻線W1tに
流れる負荷電流をトリガとしてそのコレクタ・ベース正
帰還により直にオンする。このオンにより、インダクタ
Lcpは付勢され、電磁エネルギーが蓄積される。そし
て、インダクタLcpの電流すなわちトランジスタQc
pのコレクタ電流が増加してトランスが飽和すると、ベ
ース駆動巻線W1bの出力が零となってトランジスタQ
cpがオフし、インダクタLcpに蓄積された電磁エネ
ルギーは、インダクタLcp、ダイオードDcp、イン
バータ回路5および整流回路3の経路で放出される。コ
ンデンサCcpはインバータ回路5に供給される電流を
平滑する。この出力電流は、主にトランジスタQcpの
オン・デューティにより定まり、整流回路3の出力電圧
にほとんど依存しない。しかも整流回路3の出力電圧が
高い位相では、トランジスタQcpのコレクタ電流の立
ち上がりが早いため、トランスT1が早く飽和してトラ
ンジスタQcpのオン・デューティが小さくなる。逆
に、整流回路3の出力電圧が低い位相では、トランスt
1の飽和は遅くトランジスタQcpのオン・デューティ
は大きくなる。このため、平滑コンデンサCcpへの充
電電流はある程度安定化され、インバータ回路5への直
流出力の平滑度を高く、かつ、交流電源1から整流回路
3への入力力率を高くすることができる。なお、ダイオ
ードDrsは、トランジスタQcpがオフの期間トラン
スT1のベース駆動巻線W1bを介して電流を流すため
のもので、トリガ巻線W1t側から見たインピーダンス
を小さくしてトランスT1を介挿したことによる負荷へ
の悪影響を除くとともに、トランジスタQcpのオンに
より飽和したトランスT1をリセットするためのもので
ある。
【0026】インバータ回路5において、T2は可飽和
形の帰還用トランスで、ひとつの一次巻線W21と二つ
の互いに逆巻の二次巻線W2a,W2bとを有する。一
次巻線W21は出力端子6に直列に挿入され、ここを流
れる負荷電流を検出してそれに対応した互いに逆相の二
次電圧を各二次巻線W2a,W2bに生じさせる。二次
巻線W2aは、スイッチングトランジスタQ1aのベー
ス駆動回路5aの入力端に接続され、また、ベース駆動
回路5aの出力端はスイッチングトランジスタQ1aの
ベースに接続されている。二次巻線W2bも同様でベー
ス駆動回路5bを介してスイッチングトランジスタQ1
bのベースに接続されている。
【0027】蛍光ランプfは、チョークコイルCHおよ
び可飽和形電流トランスT1のトリガ巻線W1tを介し
てインバータ回路5の出力端子6とチョッパ回路4の直
流出力端子との間に接続されている。また、トランスT
3は、2つの一次巻線W31,W32がそれぞれ蛍光ラ
ンプFの一方のフィラメントの両端子に直列に同相で介
挿されており、その二次巻線W3a,W3bはそれぞれ
スイッチングトランジスタQ1a,Q1bのベース駆動
回路5a,5bの入力であるトランスT2の二次巻線W
2a,W2bとそれぞれ逆相に接続されている。この装
置においては、さらにチョッパ回路4の正側直流端子か
ら抵抗R1,R2およびコンデンサC1を順に経由して
チョッパ回路4の負側直流端子に至る直列回路と、抵抗
R1とR2との接続点Jから一方のスイッチングトラン
ジスタQ1bのベースに直列に接続された双方向サイリ
スタSSとで構成される弛緩発振回路によりインバータ
回路5の起動回路を形成している。
【0028】なお、接続点Jとスイッチングトランジス
タQ1bのコレクタとの間に順方向に接続されたダイオ
ードD1は、インバータ起動後に、コンデンサC1の充
電電圧を双方向サイリスタSSのブレークオーバー電圧
以下に保ち起動回路の動作を停止させ、インバータ回路
の誤動作を防止するためのものである。
【0029】図2の装置において、交流電源1が投入さ
れると、整流回路3から整流(脈流)出力が発生する。
この脈流出力はチョッパ回路4のインダクタLcpおよ
びコンデンサCcpからなるL形フィルタにより平滑さ
れて、チョッパ回路4の出力端にはほぼ交流電源電圧の
ピーク値の直流電圧が発生する。これにより、抵抗R
1,R2を介してコンデンサC1に電荷が蓄積しはじめ
る。そして、接続点Jの電位が双方向サイリスタSSの
ブレークダウン電圧を越えると、このサイリスタSSが
導通して片側のスイッチングトランジスタQ1bにベー
ス電流を供給する。また、スイッチングトランジスタQ
1bのコレクタにはダイオードD1を介して接続点Jか
ら電流が供給されるので、Q1bが導通状態となり、イ
ンバータ回路5が起動されて発振を開始する。
【0030】起動直後は蛍光ランプFが放電可能状態に
達していないので、出力端子6にはチョークコイルCH
と蛍光ランプFの両フィラメント間に接続された始動用
コンデンサC2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。また、インバータ回
路5が発振を開始して負荷電流が流れると、チョッパ回
路4が前述のように動作して整流回路3の出力を昇圧お
よび平滑する。
【0031】抵抗Rss、コンデンサCss、定電圧素
子(SCR,SBS等)BssおよびトランジスタQs
sは、蛍光ランプFが予熱終了前に放電を開始するコー
ルドスタートを防止するためのソフトスタート回路を構
成している。すなわち、電源投入時は、トランジスタQ
ssをオフして、トランジスタQ1bのエミッタ抵抗を
通常点灯時より大きな値R3とし、この抵抗による電圧
降下を利用してインバータ回路5の出力を下げ、これに
より蛍光ランプFのコールドスタートを防止している。
トランジスタQ1bのエミッタ抵抗が大きくなると、Q
1bのベースドライブ量が減少し、トランスT1の飽和
が早まるとともに、蓄積時間が短くなって発振周波数が
上昇し、インバータ回路5の出力はエミッタ抵抗の電圧
降下によるよりもさらに低下するる発振開始後はコンデ
ンサCssが電流トランスT2の二次巻線W2bからダ
イオードDssおよび抵抗Rssを介して流入する電流
により充電される。そして、その端子電圧が定電圧素子
Bssのブレークダウン電圧を越えると、素子Bssが
オンしてトランジスタQssをオンにする。これによ
り、トランジスタQ1bのエミッタ抵抗R3と抵抗R4
との並列抵抗値となって低下し、インバータ回路5の出
力電圧が上昇する。したがって、蛍光ランプFは両フィ
ラメント間に放電開始電圧より十分高い電圧が印加され
放電を開始する。放電開始後は、コンデンサC2がラン
プ放電パスによって実質的に側路されるため、前述の共
振状態がくずれて負荷電流が安定し、正常な点灯状態と
なる。
【0032】この間、負荷電流の一部がトランスT2に
よって正帰還されていることは述べるまでもなく、スイ
ッチングトランジスタQ1a,Q1bはそれらのベース
駆動回路5a、5bにより交互にオン・オフされること
により発振を持続する。
【0033】トランスT3は負荷短絡時に流れる電流を
制限するためのものである。すなわち、蛍光ランプFの
放電開始後は、トランスT3の一次巻線W31を介して
流れるフィラメント電流は微小であり、トランスT3の
二次巻線W3a,W3bには主に一次巻線W32に流れ
るランプ電流に応じた電圧が発生する。二次巻線で発生
した電圧はベース駆動回路5a,5bにおいてトランス
T2の二次巻線W2a,W2bに発生する電圧を打ち消
す方向に働き、トランジスタQ1a,Q1bのベース電
流を減少させる。したがって、負荷短絡等により負荷電
流が増加しようとしても、トランジスタQ1a,Q1b
のオン時におけるベース電流の低下が早められてインバ
ータ回路5の発振周波数が高くなり、チョークCHのイ
ンピーダンスが増加して負荷電流の増加は制限される。
一方、蛍光ランプFの放電開始前は、チョークコイルC
HおよびコンデンサC2を介して比較的大きなフィラメ
ント電流が流れるが、この電流はトランスT3の一次巻
線W31およびW32の双方に互いに逆相で流れるた
め、これらの巻線W31およびW32による磁束は互い
に打ち消され、二次巻線W3a,W3bにはフィラメン
ト電流に応じた出力は発生しない。
【0034】図3の装置は、図2の装置に対し、トラン
スT1のトリガ巻線W1tをランプ始動用のコンデンサ
C2と直列に接続し、さらにトランスT3を取り外した
点が異なっている。このように接続することにより、負
荷短絡等により負荷電流が正常動作時よりも増加しよう
とした場合、トランスT1のトリガ巻線W1tに流れる
電流が増加するため、トランスT1の飽和時期を早め、
トランジスタQcpのオン・デューティを小さくするの
でチョッパ回路4の出力は減少することになる。すなわ
ち、図2の装置がトランスT3により行われていた機能
をトリガ巻線W1tの接続一を変えることにより行うこ
とができる。
【0035】図4は、図2,図3に示した可飽和形電流
トランスを用いた昇圧型チョッパ回路に、図1に示す昇
圧型チョッパ制御回路のうちソフトスタートの回路のみ
を接続した回路図を示す。起動後、一定期間トランジス
タQcpの発振を開始させないようにするのは、トラン
ジスタQcpのベースと負側直流出力端との間に接続さ
れた補助トランジスタQ81のコレクターエミッタ間を
導通させてトランジスタQcpのベース駆動電流を側路
させることにより行う。ソフトスタートの動作は図1の
場合と同様である。この場合、トリガ巻線を図3に示す
ように接続すれば、負荷短絡時の電流低減が可能であ
る。
【0036】図5は、図4の場合と同様に、可飽和形電
流トランスを用いた昇圧型チョッパ回路に、図1に示す
昇圧型チョッパ制御回路のうちソフトスタートの回路
と、無負荷時に昇圧型チョッパの発振を停止させ、その
昇圧機能を停止させる回路とを接続した回路を示す。こ
の場合インバータ回路はシリーズインバータ等の無負荷
で大きな共振電流が流れるものか、または、インバータ
方式は限定されないが出力がリーケージトランスより得
られるものである。出力がリーケージトランスになって
いる場合の回路の検知部分の入力端は、例えば図6に示
すように同図の端子d,eより図5の端子d,eに接続
する。その動作は、図1の場合と同様である。
【0037】なお、本実施例においては、自励式のシリ
ーズインバータを使用しているが、他励式のもの、また
は定電流形インバータのように出力トランスを用いるも
の等、いかなる形式のインバータを用いてもよい。
【0038】また、蛍光ランプの他にも、電源投入時に
ストレスが加わりやすい負荷(例えば、白熱電球や電熱
線、電動機等)に適用される電力変換装置にも本発明を
応用できることは言うまでもない。
【0039】
【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、昇
圧型の第1のスイッチング回路におけるスイッチング素
子の駆動信号を発生させるための制御回路の電源を、第
2のスイッチング回路のスイッチング動作により得るよ
うにしたから、第2のスイッチング回路のスイッチング
動作が始まってからでないと、昇圧型の第1のスイッチ
ング回路の制御回路に電源が供給されない。したがっ
て、電源投入直後に第2のスイッチング回路から負荷に
過大な電圧が印加されることを防止できるという効果が
あり、負荷のストレスが軽減され、負荷の寿命改善が可
能になるという利点がある。なお、負荷が放電灯である
場合には、電源投入直後の過電圧印加を防止することに
より、冷陰極放電を防止できるので、ランプ寿命を改善
する効果が特に大きいものである。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施例に係る放電灯点灯装置の回路構
成図
【図2】本発明の他の実施例に係る放電灯点灯装置の回
路構成図
【図3】本発明の他の実施例に係る放電灯点灯装置の回
路構成図
【図4】ソフトスタート回路の応用例を示す回路構成図
【図5】無負荷時出力低減回路およびソフトスタート回
路の応用例を示す回路構成図
【図6】リーケージトランス出力より無負荷を検出する
回路の接続例を示す回路構成図
【符号の説明】
1 交流電源 3 整流回路 4 第1のスイッチング回路(昇圧型チョッパ回路) 5 第2のスイッチング回路(インバータ回路) F 負荷 8 制御回路
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 庁内整理番号 FI 技術表示箇所 H05B 41/24 E 41/29 C

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】昇圧型の第1のスイッチング回路を含む直
    流電源と、 直流電源の出力端に接続される第2のスイッチング回路
    と、 第2のスイッチング回路の出力端に接続される負荷より
    なる電力変換装置において、 第1のスイッチング回路にスイッチング素子の駆動信号
    を発生する制御回路を設け、第2のスイッチング回路の
    スイッチング動作により得られる電源を制御回路の駆動
    用電源としたことを特徴とする電力変換装置。
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