JPH0880058A - 放電ランプ用安定化電源装置 - Google Patents

放電ランプ用安定化電源装置

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Publication number
JPH0880058A
JPH0880058A JP6240583A JP24058394A JPH0880058A JP H0880058 A JPH0880058 A JP H0880058A JP 6240583 A JP6240583 A JP 6240583A JP 24058394 A JP24058394 A JP 24058394A JP H0880058 A JPH0880058 A JP H0880058A
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JP
Japan
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switching element
discharge lamp
power supply
circuit
stabilized power
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Pending
Application number
JP6240583A
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English (en)
Inventor
Yukio Tatsumi
幸夫 巽
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Tabuchi Electric Co Ltd
Original Assignee
Tabuchi Electric Co Ltd
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Publication date
Application filed by Tabuchi Electric Co Ltd filed Critical Tabuchi Electric Co Ltd
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 放電ランプ点灯開始時に過大電流が発生して
も、電力耐量の小さいスイッチング素子を用いることが
できる放電ランプ用安定化電源装置を提供する。 【構成】 割込制御手段20は、放電ランプ6の点灯開
始時に過大電流が発生すると、スイッチング素子Q1 を
強制的にオフに切り換える。従って、スイッチング素子
Q1 に過大電流が流れないので、スイッチング素子Q1
の電力耐量を小さくすることができる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】この発明は、放電ランプなどに用
いられる安定化電源装置に関するものである。
【0002】
【従来の技術】最近、安定化電源装置として、スイッチ
ング方式による電源がその主流を占めている。図3
(A)に、従来のチョッパ式の放電ランプ用安定化電源
装置の一例を示す。この装置は、直流入力を、チョッパ
回路2によって電力制御し、インバータ回路4により交
流に変換して、負荷である放電ランプ6に安定した給電
を行う。
【0003】このチョッパ回路2は、例えば、パワーM
OS−FETのようなスイッチング素子Q1 ,転流ダイ
オードD1 ,チョークコイルL1 およびコンデンサC1
を備え、直流電源1により与えられた直流入力を受け
て、制御回路5からのチョッパ制御信号SCの出力によ
り、スイッチング素子Q1 をオン・オフ制御してチョー
クコイルL1 に蓄積・放出を行うことにより、放電ラン
プ6への供給電力を調整する。また、インバータ回路4
は、スイッチング素子Q3 〜Q6 をブリッジ接続したス
イッチング回路によって構成される。スイッチング回路
は、制御回路5からのインバータ制御信号SIの出力に
より、スイッチング素子Q3,Q6 を同時にONにしたと
きQ4,Q5 を同時にOFFにし、Q3,Q6 を同時にOF
FにしたときQ4,Q5 を同時にONにするというよう
に、それぞれ対角のスイッチング素子の極性を反転させ
るように動作して、チョッパ回路2から電力制御された
直流入力を交流に変換し、放電ランプ6に交流電力を供
給する。
【0004】ここで、放電ランプ6の点灯開始時には、
放電ランプ6のインピーダンスが急に低下し、チョッパ
回路2に過大な突入電流が流れる。このため、従来か
ら、この過大電流によりスイッチング素子Q1 を破損さ
せないために、制御回路5に過電流保護回路が設けられ
ている。まず、ランプ点灯開始時に過大電流が発生し、
抵抗R1 を流れて、誤差増幅器Aにその電圧が入力され
る。一方、誤差増幅器Bには通常の出力電圧が入力され
る。そして、それぞれ入力された電圧が比較されて、そ
の誤差Eがパルス発生回路7に出力される。パルス発生
回路7は、この誤差Eの出力に応じて、チョッパ制御信
号SCのパルス幅を狭く変化させて、スイッチング素子
Q1 に流れる過大電流を制限する。なお、ICに組み込
まれた誤差増幅器A,Bは負帰還回路を構成し、不安定
な動作をする場合があるので、位相補償回路10を設け
て安定化を図っている。
【0005】また、一方、図4(A)のような外付けの
過電流保護回路12も知られている。この過電流保護回
路12は、スイッチング素子Q2 と抵抗R1 ,R2 から
なり、チョッパ回路2に付加されている。ランプ点灯開
始時に過大電流が流れると、抵抗R1 に発生する電圧に
よってスイッチング素子Q2 を動作させ、スイッチング
素子Q1 のゲート・ソース電圧VGSを下げて、スイッチ
ング素子Q1 に流れる過大電流を制限する。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来装
置においては、次のような問題点があった。図3(A)
の回路においては、位相補償回路10にコンデンサC2
が設けられていることにより、図3(B)の(a) に示す
ように、誤差増幅器A,Bからの誤差出力Eの上昇が遅
れる(図示α)。なお、制御回路5の図示しない発振器
部の波形fを三角波に示す。この誤差出力Eの遅れによ
り、(b) のように、スイッチング素子Q1 はただちに応
答ができず、(c) のように、この応答の遅れの時間tに
過大電流Ik がスイッチング素子Q1 に流れてしまうこ
とになる。このため、スイッチング素子Q1 の電力耐量
を大きくする必要があるという問題があった。なお、電
流Is は制御回路5の応答遅れがなくなってチョッパ制
御された電流である。一方、位相補償回路10のコンデ
ンサC2 の容量を小さくすれば応答の遅れが小さくなる
が、過電流保護回路8の安定化が図れない。
【0007】また、図4(A)の装置においては、過電
流保護回路12により過大電流が制限されても、その間
スイッチング素子Q1 の電圧は完全に0にはならないの
で、スイッチング素子Q1 に過大な電力がかかるという
問題があった。すなわち、図4 (B) の (a)に示すよう
に、スイッチング素子Q1 のドレイン・ソース間の電圧
VDSは、スイッチONによるスイッチング素子Q1 の飽
和状態βから、電圧VDS1 である活性状態γを経てスイ
ッチOFFになるというように段階的に変化する。この
ときのスイッチング素子Q1 を流れる過大電流Ik の波
形δを(b) に示す。なお、電流Is のパルス波形εは、
その後に制御回路5によってチョッパ制御された電流を
示す。これらの波形図から明らかなように、スイッチン
グ素子Q1 が電圧VDS1 の活性状態γにあるときに、
(c) に示すように、過大な電力VDS1 ×Ik (図示η)
がスイッチング素子Q1 に印加されることになる。例え
ば、スイッチング素子Q1 のオン時間が10μsec であ
る場合、そのうち50%の期間電流制限をし、そのとき
VDS1 =200V,Ik =10Aとすると、5μsecの
間2kWの過大な電力がスイッチング素子Q1 に印加さ
れることになる。
【0008】すなわち、従来の装置においては、放電ラ
ンプ点灯開始時において過大電流が発生することによ
り、大きな電力耐量のスイッチング素子を設ける必要が
あるという問題があった。
【0009】この発明は上記の問題点を解決して、放電
ランプ点灯開始時に過大電流が発生しても、電力耐量の
小さいスイッチング素子を用いることができる放電ラン
プ用安定化電源装置を提供することを目的としている。
【0010】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、この発明の放電ランプ用安定化電源装置は、直流入
力を、チョッパ回路によって電力制御し、インバータ回
路により交流に変換して、放電ランプに給電する放電ラ
ンプ用安定化電源装置であって、上記チョッパ回路は、
電気エネルギの蓄積および放出を行う単一のインダクタ
ンス素子と、上記直流入力をオン・オフ制御して上記イ
ンダクタンス素子に供給するスイッチング素子と、放電
ランプ始動時に過大電流が発生すると、上記スイッチン
グ素子を強制的にオフに切り換える割込制御手段とを備
えている。
【0011】
【作用】この発明の放電ランプ用安定化電源装置によれ
ば、割込制御手段は、放電ランプ点灯開始時に過大電流
が発生すると、スイッチング素子を強制的にオフに切り
換える。従って、スイッチング素子に過大電流が流れな
いので、スイッチング素子の電力耐量を小さくすること
ができる。
【0012】
【実施例】以下、この発明の実施例を図面に基づいて説
明する。図1(A)に、この発明の一実施例に係る放電
ランプ用安定化電源装置のブロック図を示す。この装置
は、直流電源1、チョッパ回路2、インバータ回路4、
放電ランプ6および制御回路5を備えている。このチョ
ッパ回路2は、スイッチング素子Q1 、転流ダイオード
D、電気エネルギの蓄積および放出を行うインダクタン
ス素子の一例であるチョークコイルLおよびコンデンサ
C1 を備えている。さらに、チョッパ回路2には、過大
電流検出のために抵抗Rが設けられているとともに、コ
ンパレータIC2 およびスイッチング素子Q2 からなる
割込制御手段20が接続されている。なお、これらスイ
ッチング素子Q1,Q2 には、例えばパワーMOS−FE
Tのような電力素子が用いられる。
【0013】まず、制御回路5からのチョッパ制御信号
SCが、スイッチング素子Q2 を動作させ、電源Vccが
供給されたトランスTを介して、チョッパ回路2に出力
される。チョッパ回路2は、直流電源1により与えられ
た直流入力を受けて、このチョッパ制御信号SCによ
り、スイッチング素子Q1 をオン・オフ制御してチョー
クコイルLに蓄積・放出を行うことにより、放電ランプ
6への供給電力を調整する。次に、インバータ回路4
は、制御回路5からのインバータ制御信号SIの出力に
よりスイッチング回路を動作させて、チョッパ回路2か
ら電力制御された直流入力を交流に変換し、放電ランプ
6に交流電力を供給する。
【0014】ここで、放電ランプ点灯開始時に、放電ラ
ンプ6のインピーダンスが急に低下することにより、過
大電流が発生したとき、この放電ランプ用安定化電源装
置の割込制御手段20は以下のように動作して、過大電
流からスイッチング素子Q1を保護する。このときのス
イッチング素子Q1 の状態を図2に示す。
【0015】まず、図1において、放電ランプ6の点灯
開始時に、過大電流Iが発生し抵抗Rを流れると、この
抵抗Rに発生する電圧Vは、コンパレータIC2 のマイ
ナス端子側に与えられる。プラス端子側には、基準電圧
V0 が接続されている。この電圧Vは基準電圧V0 より
大きいので、コンパレータIC2 から、割込制御信号
「L」がスイッチング素子Q2 のゲートGに出力され
る。
【0016】一方、制御回路5からは、前述したよう
に、スイッチング素子Q2 のゲ−トGに、スイッチング
素子Q1 をオン・オフ制御するためのチョッパ制御信号
SCが出力されているが、このチョッパ制御信号SCに
割込制御信号「L」が割り込むことになり、スイッチン
グ素子Q2 を強制的にオフにする。そして、このスイッ
チング素子Q2 がオフになることによって、トランスT
を介して、図2(b)に示すように、スイッチング素子
Q1 をオフにする。
【0017】すなわち、スイッチング素子Q1 は、図2
(a)に示すように、制御回路5内の誤差増幅器の出力
上昇の遅れ(点線部)の時間t中、図2(b)に示すよ
うに、動作しないことになる。この結果、図2(c)に
示すように、従来、誤差増幅器の出力上昇の遅れにより
発生していた過大電流Ik (点線部)が0になって発生
しない(図示101)。これにより、スイッチング素子
Q1 には、過大電流Ik が流れず、時間t後に制御回路
5によってチョッパ制御された電流Is のみが流れるこ
とになり、スイッチング素子Q1 の電力耐量を小さくす
ることができる。
【0018】なお、コンパレータIC2 のヒステリシス
幅を小さくすることにより、オフレベルを比較的高いレ
ベルにすることができ、制御回路5の信号がオンレベル
である期間中は、再度スイッチング素子Q1 を短時間で
オン可能にするので、疑似的に制御回路5から発振され
る発振周波数fが高くなり、供給電力を高く維持するこ
ともできる。
【0019】なお、この実施例では、スイッチング素子
にパワーMOS−FETを用いているが、バイポーラト
ランジスタなどの電力素子を用いてもよい。
【0020】
【発明の効果】以上のように、この発明によれば、割込
制御手段は、放電ランプ点灯開始時に過大電流が発生す
ると、スイッチング素子を強制的にオフに切り換える。
従って、スイッチング素子に過大電流が流れないので、
スイッチング素子の電力耐量を小さくすることができ
る。これにより、放電ランプ点灯開始時に過大電流が発
生しても、電力耐量の小さいスイッチング素子を用いる
ことができる放電ランプ用安定化電源装置を提供するこ
とができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】この発明の一実施例に係る放電ランプ用安定化
電源装置を示すブロック図である。
【図2】上記の放電ランプ用安定化電源装置のスイッチ
ング素子の動作を示す図である。
【図3】図3(A)は、従来の放電ランプ用安定化電源
装置を示すブロック図である。図3(B)は、そのスイ
ッチング素子の動作を示す図である。
【図4】図4(A)は、従来の放電ランプ用安定化電源
装置を示すブロック図である。図4(B)は、そのスイ
ッチング素子の動作を示す図である。
【符号の説明】
2…チョッパ回路、4…インバータ回路、6…放電ラン
プ、20…割込制御手段、L…チョークコイル(インダ
クタンス素子)、Q1 …スイッチング素子。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 直流入力を、チョッパ回路によって電力
    制御し、インバータ回路により交流に変換して、放電ラ
    ンプに給電する放電ランプ用安定化電源装置であって、 上記チョッパ回路は、電気エネルギの蓄積および放出を
    行う単一のインダクタンス素子と、 上記直流入力をオン・オフ制御して上記インダクタンス
    素子に供給するスイッチング素子と、 放電ランプ始動時に過大電流が発生すると、上記スイッ
    チング素子を強制的にオフに切り換える割込制御手段と
    を備えている放電ランプ用安定化電源装置。
JP6240583A 1994-09-07 1994-09-07 放電ランプ用安定化電源装置 Pending JPH0880058A (ja)

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JP6240583A JPH0880058A (ja) 1994-09-07 1994-09-07 放電ランプ用安定化電源装置

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JP (1) JPH0880058A (ja)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2012191806A (ja) * 2011-03-14 2012-10-04 Hitachi Koki Co Ltd インバータ装置及び電動工具
US8964429B2 (en) 2011-03-14 2015-02-24 Hitachi Koki Co., Ltd. Inverter device and electric power tool

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Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2012191806A (ja) * 2011-03-14 2012-10-04 Hitachi Koki Co Ltd インバータ装置及び電動工具
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Legal Events

Date Code Title Description
A02 Decision of refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02

Effective date: 20040309