JPH0745375A - 放電灯点灯装置及びこれを用いた照明装置 - Google Patents

放電灯点灯装置及びこれを用いた照明装置

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JPH0745375A
JPH0745375A JP5190662A JP19066293A JPH0745375A JP H0745375 A JPH0745375 A JP H0745375A JP 5190662 A JP5190662 A JP 5190662A JP 19066293 A JP19066293 A JP 19066293A JP H0745375 A JPH0745375 A JP H0745375A
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JP
Japan
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circuit
inductor
resonance
discharge lamp
lamp lighting
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JP5190662A
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English (en)
Inventor
Kiyoteru Kosa
清輝 甲佐
Fuminori Nakaya
文則 仲矢
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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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    • 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
    • Y02BCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO BUILDINGS, e.g. HOUSING, HOUSE APPLIANCES OR RELATED END-USER APPLICATIONS
    • Y02B70/00Technologies for an efficient end-user side electric power management and consumption
    • Y02B70/10Technologies improving the efficiency by using switched-mode power supplies [SMPS], i.e. efficient power electronics conversion e.g. power factor correction or reduction of losses in power supplies or efficient standby modes

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Abstract

(57)【要約】 【目的】 バラストコンデンサを使用したLC直列共振
型のインバータ回路を備えたものにおいて、共振電流中
に含まれる無効電流を減らし、インダクタを小型化する
こと。 【構成】 直流電源1に接続された一対のスイッチング
素子2,3によりハーフブリッジ回路4を形成し、これ
らの一対のスイッチング素子2,3の接続中点AにLC
直列共振回路5を介してコンデンサCa,Cbをインピ
ーダンスに持つ負荷回路8a,8bを接続した放電灯点
灯装置において、負荷回路8a,8bの前段にインダク
タLを並列接続して誘導性を持たせ、負荷回路8a,8
b側の容量性を相殺して位相差による無効電流を減少さ
せるようにした。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、バラストコンデンサを
使用したLC直列共振型のインバータ回路を備えた放電
灯点灯装置及びこれを用いた照明装置に関する。
【0002】
【従来の技術】従来、この種の放電灯点灯装置として
は、図6に示すようなものがある。即ち、直流電源1に
対して一対のスイッチング素子、例えば、電界効果型ト
ランジスタ(FET)2,3を各々に並列なダイオード
1 ,D2 とともに接続してハーフブリッジ回路4を形
成し、これらのFET2,3の接続中点Aに共振インダ
クタLと共振コンデンサCとによるLC直列共振回路5
を接続してインバータ回路6を形成し、共振コンデンサ
Cの両端に、各々バラストコンデンサCa,Cbを直列
に有する放電灯7a,7bによる負荷回路8a,8bを
並列に接続したものである。
【0003】このような構成において、交互にオン・オ
フするFET2,3の内、例えばFET3のオン・オフ
スイッチングに伴いA点に生ずる図7(a)に示すよう
な矩形波の出力電圧VA をLC直列共振回路5により共
振させて正弦波状の出力電圧とし、これを各々のバラス
トコンデンサCa,Cbにより限流して放電灯7a,7
bを点灯させるものである。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】ところが、図6に示す
ような回路構成の場合、共振インダクタLには、共振用
電流IC とランプ電流IL との和なるチョーク電流ICH
が流れる。このチョーク電流ICHは図7中に示すよう
に、FET3のオン動作に伴うスイッチング電流ISW
タイミングに対応したものとなる。つまり、出力電圧V
A に対して位相差を持つチョーク電流ICHとなり、位相
差の分だけ、無効電流が増え、スイッチング電流ISW
ピーク値が高いものとなってしまう。このようなチョー
ク電流ICHが大きい場合、FET2,3としてグレード
の高い素子を使用しなくてはならない。特に、スイッチ
ング素子にパワーFETを使用した場合には、これらの
素子のオン抵抗により無視できないロスが生ずるものと
なってしまう。ここに、チョーク電流ICHに対応するチ
ョーク電圧vCH(t)で考えると、このチョーク電圧v
CH(t)は共振コンデンサCの両端の電圧(負荷電圧)
をVC とした時、√(VA 2−VC 2)+L・di/dt=
CH(t)で決まるものとなる。よって、必要とする負
荷電圧が高い程、共振インダクタLの寸法が大きなもの
となってしまう。
【0005】
【課題を解決するための手段】請求項1記載の発明で
は、直流電源に接続された一対のスイッチング素子によ
りハーフブリッジ回路を形成し、これらの一対のスイッ
チング素子の接続中点にLC直列共振回路を介してコン
デンサをインピーダンスに持つ負荷回路を接続した放電
灯点灯装置において、前記負荷回路の前段にインダクタ
を並列接続した。
【0006】請求項2記載の発明では、LC共振回路を
形成する共振コンデンサを一対のスイッチング素子の接
続中点に直列に接続し、LC共振回路を形成する共振イ
ンダクタ自身を負荷回路に並列なインダクタとした。
【0007】請求項3記載の発明では、負荷回路に並列
に接続されてLC共振回路を形成する共振コンデンサに
並列接続されたインダクタとした。
【0008】請求項4記載の発明では、器具本体と、こ
の器具本体に装着された放電灯と、放電灯を点灯させる
請求項1,2又は3記載の放電灯点灯装置とよりなる照
明装置とした。
【0009】
【作用】請求項1記載の発明においては、コンデンサを
インピーダンスに持ち容量性を示す負荷回路に対して、
インダクタが並列に接続されて誘導性を持つため、負荷
側に生ずる位相差が減少して無効電流が減るため、共振
インダクタに流れる電流も減り、小型のもので済むこと
になる。スイッチング素子側で見れば、そのオン抵抗に
よるスイッチングロスが減ることになる。このために
も、請求項2記載の発明においては、LC直列共振回路
の共振インダクタと共振コンデンサとを入替えればよ
く、請求項3記載の発明においては、従来のLC直列共
振回路の出力段側にインダクタを付加すればよく、簡単
なものとなる。
【0010】請求項4記載の発明においては、このよう
な放電灯点灯装置を用いるので、全体としてもより小型
な照明装置となる。
【0011】
【実施例】請求項1,2記載の発明の一実施例を図1な
いし図3に基づいて説明する。図6及び図7で示した部
分と同一部分は同一符号を用いて示す(以下の実施例で
も同様とする)。本実施例は、LC直列共振回路5を形
成する共振インダクタLと共振コンデンサCとの配置を
入替えたものである。即ち、バラストコンデンサCa,
Cbが直列に接続された負荷回路8a,8b側から見れ
ば、その前段に、インダクタとしてLC直列共振回路5
中の共振インダクタLが並列接続された構成とされてい
る。
【0012】このような構成において、バラストコンデ
ンサCa,CbをCB とし、放電灯7a,7bを抵抗R
として、LC直列共振回路5以下を等価回路で示せば、
図2のようになる。そして、共振コンデンサCに流れる
電流をi、共振インダクタLに流れる電流をi1 、バラ
ストコンデンサCB と抵抗Rとの直列回路に流れる電流
をi2 とすると、i=√(i1 2+i2 2)で示されるもの
となり、共振電流中に含まれる無効電流が減少する。こ
れは、バラストコンデンサCa,Cbをインピーダンス
として持ち容量性(C性)を示す負荷回路8a,8bに
対して、並列な共振インダクタLが誘導性(L性)を示
すことにより、位相差が相殺されるためである。このよ
うに共振電流中に含まれる無効電流が減るため、FET
2,3のスイッチングに伴うスイッチング電流のピーク
値を抑制し得るものとなる。つまり、FET2,3のオ
ン抵抗によるロスが軽減される。
【0013】また、共振インダクタLに流れる電流ICH
(=i1 )を考えると、負荷回路8a,8bに対して並
列に接続されているとともに、出力電圧VA に対する位
相差が小さいため、図3に示すような電流波形となる。
ここに、本実施例の場合、共振インダクタLの両端に生
ずる出力電圧Vout を基準として所定の負荷電圧を満足
するように回路設計すればよいが、この共振インダクタ
Lにはランプ電流i2が流れないため、ランプ電流に伴
う損失分がないので、共振インダクタLの寸法が大きく
なることはない。よって、負荷が大きい程、有効な回路
となる。
【0014】つづいて、請求項1,3記載の発明の一実
施例を図4により説明する。本実施例は、図6に示した
回路構成において、共振コンデンサCと負荷回路8a,
8bとの間にインダクタL1 を並列接続して設けたもの
である。
【0015】本実施例による場合も、負荷回路8a,8
bの示す容量性による位相差が、インダクタL1 の誘導
性により相殺されるものとなり、共振電流に含まれる無
効電流が減少するものとなる。よって、FET2,3の
オン抵抗によるロスが減り、スイッチングに伴うスイッ
チング電流ISWのピーク値を抑制できる。この結果、L
C直列共振回路5用の共振インダクタLに不要な電流が
流れることがなく、この共振インダクタLを小型化し得
ることになる。
【0016】さらに、請求項4記載の発明の一実施例を
図5により説明する。本実施例は、図1又は図2に示し
たような放電灯点灯装置9を、2本の放電灯7a,7b
を装着する器具本体10中の制御板に実装させて、照明
装置を構成したものである。上述したようにインダクタ
を小型化し得る放電灯点灯装置9を実装しているので、
照明装置としても、小型化を図り得るものとなる。
【0017】
【発明の効果】請求項1記載の発明によれば、直流電源
に接続された一対のスイッチング素子によりハーフブリ
ッジ回路を形成し、これらの一対のスイッチング素子の
接続中点にLC直列共振回路を介してコンデンサをイン
ピーダンスに持つ負荷回路を接続した放電灯点灯装置に
おいて、前記負荷回路の前段にインダクタを並列接続し
たので、コンデンサをインピーダンスに持ち容量性を示
す負荷回路に対して、インダクタが並列に接続されて誘
導性を持つため、負荷側に生ずる位相差が減少して無効
電流が減るものとなり、よって、共振インダクタに流れ
る電流も減り、小型のもので済むことになり、同時に、
スイッチング素子側でのオン抵抗によるスイッチングロ
スも減ることになり、大きな負荷に対して効果的なもの
とすることができる。このためにも、請求項2記載の発
明によれば、LC直列共振回路の共振インダクタと共振
コンデンサとを入替えればよく、請求項3記載の発明に
よれば、従来のLC直列共振回路の出力段側にインダク
タを付加すればよく、簡単に実現できる。
【0018】請求項4記載の発明によれば、このような
放電灯点灯装置を用いるので、全体としてもより小型な
照明装置とすることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】請求項1,2記載の発明の一実施例を示す回路
図である。
【図2】その一部の等価回路図である。
【図3】動作を説明するための波形図である。
【図4】請求項1,3記載の発明の一実施例を示す回路
図である。
【図5】請求項4記載の発明の一実施例を示す外観斜視
図である。
【図6】従来例を示す回路図である。
【図7】動作を説明するための波形図である。
【符号の説明】
1 直流電源 2,3 スイッチング素子 4 ハーフブリッジ回路 5 LC直列共振回路 7a,7b 放電灯 8a,8b 負荷回路 9 放電灯点灯装置 10 器具本体 C 共振コンデンサ L 共振インダクタ兼インダクタ L1 インダクタ Ca,Cb コンデンサ

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 直流電源に接続された一対のスイッチン
    グ素子によりハーフブリッジ回路を形成し、これらの一
    対のスイッチング素子の接続中点にLC直列共振回路を
    介してコンデンサをインピーダンスに持つ負荷回路を接
    続した放電灯点灯装置において、前記負荷回路の前段に
    インダクタを並列接続したことを特徴とする放電灯点灯
    装置。
  2. 【請求項2】 LC共振回路を形成する共振コンデンサ
    を一対のスイッチング素子の接続中点に直列に接続し、
    LC共振回路を形成する共振インダクタ自身を負荷回路
    に並列なインダクタとしたことを特徴とする請求項1記
    載の放電灯点灯装置。
  3. 【請求項3】 負荷回路に並列に接続されてLC共振回
    路を形成する共振コンデンサに並列接続されたインダク
    タとしたことを特徴とする請求項1記載の放電灯点灯装
    置。
  4. 【請求項4】 器具本体と、この器具本体に装着された
    放電灯と、放電灯を点灯させる請求項1,2又は3記載
    の放電灯点灯装置とよりなることを特徴とする照明装
    置。
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Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2002119066A (ja) * 2000-10-10 2002-04-19 Ohtsu Tire & Rubber Co Ltd :The インバータ及びこのインバータを備えた照明装置
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GB2470959A (en) * 2009-06-12 2010-12-15 Technelec Ltd Constant current resonant circuit

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