JPH08275545A - 電源装置、電気装置、放電灯点灯装置および照明装置 - Google Patents

電源装置、電気装置、放電灯点灯装置および照明装置

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JPH08275545A
JPH08275545A JP7072166A JP7216695A JPH08275545A JP H08275545 A JPH08275545 A JP H08275545A JP 7072166 A JP7072166 A JP 7072166A JP 7216695 A JP7216695 A JP 7216695A JP H08275545 A JPH08275545 A JP H08275545A
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JP
Japan
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circuit
full
impedance
power supply
inverter circuit
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JP7072166A
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English (en)
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Keiichi Shimizu
恵一 清水
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Toshiba Lighting and Technology Corp
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Publication date
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    • Y02BCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO BUILDINGS, e.g. HOUSING, HOUSE APPLIANCES OR RELATED END-USER APPLICATIONS
    • Y02B20/00Energy efficient lighting technologies, e.g. halogen lamps or gas discharge lamps

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  • Circuit Arrangements For Discharge Lamps (AREA)
  • Rectifiers (AREA)
  • Inverter Devices (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【目的】 損失を低下させた放電灯点灯装置を提供す
る。 【構成】 商用交流電源Eに全波整流回路13を介してコ
ンデンサC11 を接続する。コンデンサC11 の両端子間
に、電界効果トランジスタQ11 ,Q12 を有するインバー
タ回路13を接続する。電界効果トランジスタQ11 ,Q12
の接続点に、直流カット用のコンデンサC12 を介してイ
ンピーダンス反転回路14を接続する。インピーダンス反
転回路14は、入出力側に直列に接続したインダクタL11
,L12 と、コンデンサC13 とによりT型に形成する。
全波整流回路10および平滑用のコンデンサC14 を接続
し、コンデンサC14 の両端子間に、蛍光ランプFLを点灯
させる負荷としてのインバータ回路16を接続する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、入力の力率を改善した
電源装置、電気装置、放電灯点灯装置および照明装置に
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、たとえば図8に示す構成が知られている。
【0003】この図8は従来の放電灯点灯装置を示す回
路図で、商用交流電源Eに全波整流器1の入力端子が接
続され、この全波整流器1の出力端子には、アクティブ
フィルタ回路である昇圧チョッパ回路2が接続され、こ
の昇圧チョッパ回路2は全波整流器1の出力端子間に、
インダクタL1および電界効果トランジスタQ1の直列回路
を接続し、この電界効果トランジスタQ1に対して並列に
ダイオードD1およびコンデンサC1の直列回路を接続して
いる。さらに、このコンデンサC1の両端子間に、放電ラ
ンプを点灯させる負荷としてのインバータ回路3が接続
されている。
【0004】そして、商用交流電源Eの電圧を全波整流
器1で全波整流し、昇圧チョッパ回路2で昇圧するとと
もに入力力率を向上させて、インバータ回路3で高周波
に変換して、放電ランプを点灯させている。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記図
8に示す昇圧チョッパ回路2は、入力力率を向上させる
ことができるものの、電界効果トランジスタQ1をハード
スイッチングさせるため、損失が多くなるとともに、ス
イッチングに伴う雑音が多くなる問題を有している。
【0006】本発明は、上記問題点に鑑みなされたもの
で、損失を低下させた電源装置、電気装置、放電灯点灯
装置および照明装置を提供することを目的とする。
【0007】
【課題を解決するための手段】請求項1記載の電源装置
は、電源の出力を交流電圧に変換するインバータ回路
と;このインバータ回路の出力に接続されインピーダン
スを反転させるインピーダンス反転回路と;このインピ
ーダンス反転回路の出力を全波整流する全波整流回路
と;を具備したものである。
【0008】請求項2記載の電源装置は、電源の出力を
交流電圧に変換する第1のインバータ回路と;電源の出
力を交流電圧に変換する第2のインバータ回路と;この
インバータ回路の出力に接続されインピーダンスを反転
させるインピーダンス反転回路と;このインピーダンス
反転回路の出力を全波整流する全波整流回路と;を具備
したものである。
【0009】請求項3記載の電源装置は、交流電源の交
流電圧を半波整流する第1の半波整流回路と;交流電源
の交流電圧を第1の半波整流回路とは逆極性に半波整流
する第2の半波整流回路と;第1の半波整流回路の出力
を交流電圧に変換する第1のインバータ回路と;第2の
半波整流回路の出力を交流電圧に変換する第2のインバ
ータ回路と;第1のインバータ回路の出力に接続されイ
ンピーダンスを反転させる第1のインピーダンス反転回
路と;第2のインバータ回路の出力に接続されインピー
ダンスを反転させる第2のインピーダンス反転回路と;
第1のインピーダンス反転回路の出力を全波整流する第
1の全波整流回路と;第2のインピーダンス反転回路の
出力を全波整流する第2の全波整流回路と;を具備した
ものである。
【0010】請求項4記載の電気装置は、請求項1ない
し3いずれか記載の電源装置と;この電源装置に接続さ
れた負荷と;を具備したものである。
【0011】請求項5記載の放電灯点灯装置は、請求項
1ないし3いずれか記載の電源装置と;この電源装置に
接続された放電ランプを点灯させるインバータ回路と;
を具備したものである。
【0012】請求項6記載の照明装置は、照明装置本体
と;請求項5記載の放電灯点灯装置と;を具備したもの
である。
【0013】
【作用】請求項1記載の電源装置は、インバータ回路の
出力のインピーダンスをインピーダンス反転回路で反転
させることにより、出力の定電圧特性が、入力電流に変
換して交流入力電流を方形波状にして、コンデンサ入力
形より力率が改善され、インバータ回路の出力が方形波
状になり、この出力を全波整流回路で全波整流するた
め、入力力率が向上するとともに、損失も低下する。
【0014】請求項2記載の電源装置は、第1のインバ
ータ回路および第2のインバータ回路の出力のインピー
ダンスをインピーダンス反転回路で反転させることによ
り、出力の定電圧特性が、入力電流に変換して交流入力
電流を方形波状にして、コンデンサ入力形より力率が改
善され、インバータ回路の出力が方形波状になり、この
出力を全波整流回路で全波整流するため、入力力率が向
上するとともに、損失も低下する。
【0015】請求項3記載の電源装置は、交流電源の交
流電圧をそれぞれ逆特性で第1の半波整流回路および第
2の半波整流回路で整流し、それぞれの第1の半波整流
回路および第2の半波整流回路の出力をそれぞれ第1の
インバータ回路および第2のインバータ回路で交流に変
換し、第1のインバータ回路および第2のインバータ回
路の出力をそれぞれ第1のインピーダンス反転回路およ
び第2のインピーダンス反転回路でインピーダンスを反
転させ、それぞれ第1の全波整流回路および第2の全波
整流回路で全波整流するため、それぞれの整流素子を減
らすことができるのでより損失が向上するとともに、入
力力率を向上できる。
【0016】請求項4記載の電気装置は、請求項1ない
し3いずれか記載の電源装置に負荷を接続したため、入
力力率が向上するとともに、損失も低下する。
【0017】請求項5記載の放電灯点灯装置は、請求項
1ないし3いずれか記載の電源装置に放電ランプを点灯
させるインバータ回路を接続したため、入力力率が向上
するとともに、損失も低下する。
【0018】請求項6記載の照明装置は、照明装置本体
に請求項5記載の放電灯点灯装置を具備したため、入力
力率が向上するとともに、損失も低下する。
【0019】
【実施例】以下、本発明の照明装置の一実施例を図面を
参照して説明する。
【0020】図2は、照明装置の外観を示す斜視図で、
この図2に示すように照明装置本体1の両端には、ソケ
ット2,2が設けられ、これらソケット2,2間には、
放電ランプとしての直管型の蛍光ランプFLが取り付けら
れ、内部に設けられた放電灯点灯装置11により始動、点
灯される。
【0021】また、図1はこの照明装置本体1に内蔵さ
れる放電灯点灯装置11の回路図で、この放電灯点灯装置
11は、商用交流電源Eに全波整流回路10の入力端子が接
続され、この全波整流回路10の出力端子にはコンデンサ
C11 が接続されて電源12を構成している。
【0022】そして、コンデンサC11 の両端子間には、
ハーフブリッジ型のインバータ回路13が接続され、この
インバータ回路13は電界効果トランジスタQ11 および電
界効果トランジスタQ12 が直列に接続されて形成されて
いる。なお、これら電界効果トランジスタQ11 および電
界効果トランジスタQ12 は、共振型スイッチングを行な
い、スイッチング損失を低減させる。
【0023】さらに、電界効果トランジスタQ11 および
電界効果トランジスタQ12 の接続点は、直流カット用の
コンデンサC12 を介してインピーダンス反転回路14が接
続されている。このインピーダンス反転回路14は、入出
力側に直列に接続されたインダクタL11 およびインダク
タL12 と、コンデンサC13 とによりT型に形成され、出
力側には全波整流回路10の入力端子が接続されている。
【0024】また、全波整流回路10の出力端子側には、
平滑用のコンデンサC14 が接続され、このコンデンサC1
4 の両端子間には、蛍光ランプFLを点灯させる負荷とし
てのインバータ回路16が接続されている。
【0025】次に、上記実施例の動作について説明す
る。
【0026】まず、商用交流電源Eの電圧を全波整流回
路10で全波整流し、コンデンサC11で平滑してインバー
タ回路13で高周波交流に変換させる。なお、電界効果ト
ランジスタQ11 および電界効果トランジスタQ12 の発振
周波数は、インピーダンス反転回路14が完全にインピー
ダンスを反転させる共振周波数とは異ならせ、好ましく
はやや高く設定する。また、図3は電界効果トランジス
タQ12 の電圧および電流を示す波形図である。
【0027】そして、インピーダンス反転回路14でイン
ピーダンスを反転させ、インピーダンス反転作用によ
り、大容量コンデンサを用いることによる出力の定電圧
特性が、入力電流の定電流性に変換され、交流入力電流
は方形波状となり、コンデンサ入力形より力率が改善さ
れる。また、全波整流回路10で全波整流させて、コンデ
ンサC14 で平滑させてインバータ回路16に電圧を供給し
て、インバータ回路16により蛍光ランプFLを点灯させ
る。
【0028】また、図4は入力電圧および入力電流を示
す波形図であり、図4により入力電流は方形波波形にな
り、さらに、図5も入力電圧および入力電流を示す波形
図であり、商用交流電源Eのゼロクロス近傍で電流休止
区間が生じさせることにより高力率が達成できるととも
に、電界効果トランジスタQ11 および電界効果トランジ
スタQ12 のスイッチング効率を向上できる。したがっ
て、高周波雑音を低減でき、出力が平滑になるにもかか
わらず、突入電流も生じない。
【0029】次に、他の実施例を図6を参照して説明す
る。
【0030】図6は他の実施例の放電灯点灯装置を示す
回路図で、図1に示す放電灯点灯装置において、第1の
インバータ回路13とは別個に、この第1のインバータ回
路13と並列に第2のインバータ回路17を接続し、この第
2のインバータ回路17も電界効果トランジスタQ13 およ
び電界効果トランジスタQ14 からなるハーフブリッジ型
で構成されている。
【0031】また、インピーダンス反転回路14は、T型
を2つ接続した状態で、いずれの出入力端にインダクタ
L11 ,L12 ,L13 ,L14 が位置するように接続し、コン
デンサC13 は2つのコンデンサを直列に接続して共通化
させたものである。
【0032】このように、第1のインバータ回路13およ
び第2のインバータ回路17を並列に接続させることによ
り、それぞれの第1のインバータ回路13および第2のイ
ンバータ回路17に流れる電流を低減させ、それぞれの電
界効果トランジスタQ11 ,Q12 ,Q13 ,Q14 によるスイ
ッチング損失を低減させて、損失を小さくする。
【0033】さらに、他の実施例を図7を参照して説明
する。
【0034】図7はまた他の実施例の放電灯点灯装置を
示す回路図で、図1に示す放電灯点灯装置において、商
用交流電源Eに第1の半波整流回路としてのダイオード
D11およびこのダイオードD11 とは逆極性に整流する第
2の半波整流回路としてのダイオードD12 を接続し、ダ
イオードD11 には第1のインバータ回路13を接続し、ダ
イオードD12 には第2のインバータ回路18を接続してい
る。なお、第2のインバータ回路18も2つの電界効果ト
ランジスタQ15 ,Q16 が直列に接続されたハーフブリッ
ジ型である。
【0035】また、それぞれ第1のインバータ回路13は
直流カット用のコンデンサC12 を介して第1のインピー
ダンス反転回路14に接続されるとともに、第2のインバ
ータ回路18は直流カット用のコンデンサC15 を介して第
2のインピーダンス反転回路19に接続されている。この
第2のインピーダンス反転回路19も、入出力端間にイン
ダクタL15 およびインダクタL16 を接続しコンデンサC1
6 を有するT型回路にて構成されている。
【0036】そして、これら第1のインピーダンス反転
回路14および第2のインピーダンス反転回路19は、それ
ぞれ直流カット用のコンデンサC17 またはコンデンサC1
8 を介して第1の全波整流回路20および第2の全波整流
回路21に接続されている。また、第1の全波整流回路20
はダイオードD13 およびダイオードD14 にて形成され、
第2の全波整流回路21はダイオードD15 およびダイオー
ドD16 にて形成されている。
【0037】また、この回路はほぼ対称に形成され、そ
れぞれ負極側が共通電位に設定されている。
【0038】この図7に示すように構成すれば、それぞ
れの整流の際のダイオードD11 ,D12 ,D13 ,D14 ,D1
5 ,D16 を通過する回数が減少するため、フォワードド
ロップによる損失を低減できるとともに、大電力にも対
応できる。
【0039】なお、負荷はインバータ回路に限らず、そ
の他直流電源に動作されるものならどのようなものでも
同様の効果を奏する。
【0040】
【発明の効果】請求項1記載の電源装置によれば、イン
バータ回路にインピーダンス反転回路を接続したため、
インピーダンス反転回路の共振作用により、インバータ
回路の出力電流は正強波状になり、スイッチングロスが
低下し、また、雑音も減少し、入力力率を向上できると
ともに、損失も低下できる。
【0041】請求項2記載の電源装置によれば、第1の
インバータ回路および第2のインバータ回路にインピー
ダンス反転回路を接続したため、インピーダンス反転回
路の共振作用により、インバータ回路の出力電流は正強
波状になり、スイッチングロスが低下し、また、雑音も
減少し、入力力率を向上できるとともに、損失も低下で
きる。
【0042】請求項3記載の電源装置によれば、第1の
半波整流回路および第2の半波整流回路に対応して、第
1のインバータ回路、第1のインピーダンス反転回路お
よび第1の全波整流回路と、第2のインバータ回路、第
2のインピーダンス反転回路および第2の全波整流回路
とを設けたので、それぞれの整流素子を減らすことがで
きるのでより損失を向上できるとともに、入力力率を向
上できる。
【0043】請求項4記載の電気装置によれば、請求項
1ないし3いずれか記載の電源装置に負荷を接続したた
め、入力力率が向上するとともに、損失も低下できる。
【0044】請求項5記載の放電灯点灯装置によれば、
請求項1ないし3いずれか記載の電源装置に放電ランプ
を点灯させるインバータ回路を接続したため、入力力率
を向上できるとともに、損失も低下できる。
【0045】請求項6記載の照明装置によれば、照明装
置本体に請求項5記載の放電灯点灯装置を具備したた
め、入力力率を向上できるとともに、損失も低下でき
る。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施例の放電灯点灯装置を示す回路
図である。
【図2】同上照明装置の外観を示す斜視図である。
【図3】同上電界効果トランジスタの電圧および電流を
示す波形図である。
【図4】同上入力電圧および入力電流を示す波形図であ
る。
【図5】同上入力電圧および入力電流を示す波形図であ
る。
【図6】同上他の実施例の放電灯点灯装置を示す回路図
である。
【図7】同上また他の実施例の放電灯点灯装置を示す回
路図である。
【図8】従来例の放電灯点灯装置を示す回路図である。
【符号の説明】
1 照明装置本体 10 全波整流回路 11 放電灯点灯装置 12 電源 13 第1のインバータ回路 14 第1のインピーダンス反転回路 16 負荷となるインバータ回路 18 第2のインバータ回路 19 第2のインピーダンス反転回路 20 第1の全波整流回路 21 第2の全波整流回路 D11 第1の半波整流回路としてのダイオード D12 第2の半波整流回路としてのダイオード E 商用交流電源 FL 放電ランプとしての蛍光ランプ

Claims (6)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 電源の出力を交流電圧に変換するインバ
    ータ回路と;このインバータ回路の出力に接続されイン
    ピーダンスを反転させるインピーダンス反転回路と;こ
    のインピーダンス反転回路の出力を全波整流する全波整
    流回路と;を具備したことを特徴とする電源装置。
  2. 【請求項2】 電源の出力を交流電圧に変換する第1の
    インバータ回路と;電源の出力を交流電圧に変換する第
    2のインバータ回路と;このインバータ回路の出力に接
    続されインピーダンスを反転させるインピーダンス反転
    回路と;このインピーダンス反転回路の出力を全波整流
    する全波整流回路と;を具備したことを特徴とする電源
    装置。
  3. 【請求項3】 交流電源の交流電圧を半波整流する第1
    の半波整流回路と;交流電源の交流電圧を第1の半波整
    流回路とは逆極性に半波整流する第2の半波整流回路
    と;第1の半波整流回路の出力を交流電圧に変換する第
    1のインバータ回路と;第2の半波整流回路の出力を交
    流電圧に変換する第2のインバータ回路と;第1のイン
    バータ回路の出力に接続されインピーダンスを反転させ
    る第1のインピーダンス反転回路と;第2のインバータ
    回路の出力に接続されインピーダンスを反転させる第2
    のインピーダンス反転回路と;第1のインピーダンス反
    転回路の出力を全波整流する第1の全波整流回路と;第
    2のインピーダンス反転回路の出力を全波整流する第2
    の全波整流回路と;を具備したことを特徴とする電源装
    置。
  4. 【請求項4】 請求項1ないし3いずれか記載の電源装
    置と;この電源装置に接続された負荷と;を具備したこ
    とを特徴とする電気装置。
  5. 【請求項5】 請求項1ないし3いずれか記載の電源装
    置と;この電源装置に接続された放電ランプを点灯させ
    るインバータ回路と;を具備したことを特徴とする放電
    灯点灯装置。
  6. 【請求項6】 照明装置本体と;請求項5記載の放電灯
    点灯装置と;を具備したことを特徴とする照明装置。
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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WO2015005155A1 (ja) * 2013-07-08 2015-01-15 株式会社村田製作所 電力変換回路、電力伝送システムおよび電力変換システム
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