JPH10304672A - Power supply unit - Google Patents

Power supply unit

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JPH10304672A
JPH10304672A JP9106330A JP10633097A JPH10304672A JP H10304672 A JPH10304672 A JP H10304672A JP 9106330 A JP9106330 A JP 9106330A JP 10633097 A JP10633097 A JP 10633097A JP H10304672 A JPH10304672 A JP H10304672A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
power supply
frequency
circuit
supply device
discharge lamp
Prior art date
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Pending
Application number
JP9106330A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Hiroshi Kido
大志 城戸
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Panasonic Electric Works Co Ltd
Original Assignee
Matsushita Electric Works Ltd
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Filing date
Publication date
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a power supply unit which can reduce the deterioration of a device in a high-frequency power supply circuit at low cost by improving detection accuracy with simpler circuitry, and following and matching an impedance between matching circuit input and output for a change in the impedance of a load circuit. SOLUTION: This unit, which involves a DC voltage source, a high-frequency power supply circuit E having FETs(field effect transistors) 2, 3 which convert the DC voltage output VDD of the DC voltage source into high-frequency power and supplies it to a load circuit G, and a matching circuit F which performs impedance matching of both the high-frequency power supply circuit E and the load circuit G, is provided with a control means which detects regenerative current flowing though the FET3 with a current transformer CT31 and controls a drive circuit 1, so that the detected value is almost zero.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する利用分野】本発明は電源装置に関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a power supply.

【0002】[0002]

【従来の技術】本発明に係る従来例のうちの負荷を無電
極放電灯としたものとして、特開平6−111967号
公報に示したものがあり、その回路図を図4に示す。
2. Description of the Related Art An example of a conventional example according to the present invention in which a load is an electrodeless discharge lamp is disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 6-1111967, and its circuit diagram is shown in FIG.

【0003】1は電界効果トランジスタ(以下、FET
と呼ぶ。)2、3をスイッチングするドライプ回路、
2、3は高周波電流を増輻するFET、4は高周波電流
10を検出するカレントトランス(以下、CTと呼
ぶ。)、5は無電極放電灯6の内部と電磁結合してエネ
ルギーを無電極放電灯6内に供給する励起コイル、6は
希ガス等を内部に封入した無電極放電灯、7は検出電流
を平滑化するローパスフイルタ(以下、LPFと呼
ぶ。)、8は検出電圧を平滑化するローパスフィルタ
(以下、LPFと呼ぶ。)、9は検出電流を増幅するア
ンプ、10は検出電圧を増輻するアンプ、11は検出電
流と検出電圧との位相差を求め、これを所定の位相差と
比較し、その差分に対応する位相検波電圧を出力する位
相検波回路、12は前記位相検波電圧を平滑化するロー
パスフィルタ(以下、LPFと呼ぶ。)、13は制御電
圧に対応した周波数の発振信号60を発振する電圧制御
発振器(以下、VCOと呼ぶ。)、14は一定の周波数
の発振信号50を発振する水晶発振器、15、17はナ
ンド回路、16はインバータ、18は無電極放電灯6か
ら発生される光を伝達するグラスファイバー、19はグ
ラスファイバー18を伝達されてきた光の照度を検出す
るフォトトランジスタ、20は基準電圧VFにLPF1
2から入力される位相検波電圧を加算して制御電圧とす
る加算器、61は無電極放電灯6内のガスを電離させる
ためのガスプローブ、C1、C2は電圧分圧用のコンデ
ンサ、C3、C4はインピーダンスマッチング用のコン
デンサである。尚、VCO13の制御電圧が基準電圧V
Fとなった場合、その発振周波数は水晶発振器14の発
振周波数と同一になるように基準電圧VFが選択されて
いるものとする。
[0003] 1 is a field effect transistor (hereinafter referred to as FET).
Call. ) A drive circuit for switching between 2 and 3;
Reference numerals 2 and 3 denote FETs that increase the high-frequency current, 4 denotes a current transformer (hereinafter referred to as CT) that detects the high-frequency current 10, and 5 denotes an electrodeless discharge of energy by electromagnetic coupling with the inside of the electrodeless discharge lamp 6. An excitation coil to be supplied into the electric lamp 6, an electrodeless discharge lamp 6 in which a rare gas or the like is sealed, a low pass filter (hereinafter referred to as an LPF) 7 for smoothing a detection current, and a smoothing voltage 8 for detection. 9 is an amplifier for amplifying the detection current, 10 is an amplifier for increasing the detection voltage, and 11 is a phase difference between the detection current and the detection voltage. A phase detection circuit that compares the phase detection voltage and outputs a phase detection voltage corresponding to the difference, 12 is a low-pass filter (hereinafter, referred to as an LPF) that smoothes the phase detection voltage, and 13 is a filter having a frequency corresponding to the control voltage. Oscillation signal A voltage controlled oscillator (hereinafter, referred to as a VCO) oscillating 60, a crystal oscillator oscillating an oscillation signal 50 having a constant frequency, a NAND circuit 15, 17, an inverter 16, an inverter 18 from the electrodeless discharge lamp 6 A glass fiber for transmitting the generated light, 19 is a phototransistor for detecting the illuminance of the light transmitted through the glass fiber 18, and 20 is an LPF1 for the reference voltage VF.
An adder 61 adds the phase detection voltage input from 2 to a control voltage, 61 is a gas probe for ionizing the gas in the electrodeless discharge lamp 6, C1 and C2 are capacitors for voltage division, C3 and C4. Is a capacitor for impedance matching. The control voltage of the VCO 13 is equal to the reference voltage V.
When it becomes F, it is assumed that the reference voltage VF is selected so that the oscillation frequency is the same as the oscillation frequency of the crystal oscillator 14.

【0004】次に、動作について説明する。無電極放電
灯6の点灯開始時t1にて、制御信号100は図5に示
す如くローレベルとなっており、これにより、水晶発振
器14から出力された発振信号50がナンド回路17を
通してドライブ回路1に入力される。一方、この時ナン
ド回路15は閉鎖されているため、VCO13から出力
される発振信号60はドライプ回路1には入力されな
い。ここで、ドライプ回路1は入力される発振信号50
をFET2、3のゲートに印加する。これにより、FE
T2、3はスイッチングして前記発振信号を電流増輻
し、これを出力端子a、bから励起コイル5側に出力す
る。これにより、高周波電流がCT4、コンデンサC3
を介して励起コイル5に供給し得る状態になる。
Next, the operation will be described. At the time t1 when the electrodeless discharge lamp 6 starts lighting, the control signal 100 is at a low level as shown in FIG. 5, whereby the oscillation signal 50 output from the crystal oscillator 14 is transmitted through the NAND circuit 17 to the drive circuit 1. Is input to On the other hand, at this time, since the NAND circuit 15 is closed, the oscillation signal 60 output from the VCO 13 is not input to the drive circuit 1. Here, the drive circuit 1 receives the input oscillation signal 50.
Is applied to the gates of the FETs 2 and 3. Thereby, FE
T2 and T3 are switched to increase the current of the oscillating signal, which is output from output terminals a and b to the excitation coil 5 side. As a result, the high-frequency current becomes CT4 and the capacitor C3
To a state where it can be supplied to the excitation coil 5 via.

【0005】この状態で無電極放電灯6に近接されてい
るガスブロープ61に図示されない高電圧発生回路によ
り高電圧が印加される。これにより、ガスプローブ61
内に発生するコロナ放電が無電極放電灯6内に侵入し
て、無電極放電灯6内にコロナ放電を生じさせる。この
時刻t2にて、制御信号100はハイレペルにタイマ制
御等によって切り替わり、ナンド回路15を開とし、ナ
ンド回路17を閉とする。このため、ドライプ回路1に
は水晶発振器14から出力される発振信号50の代わり
にVCO13から出力される発振信号60が入力され
る。ドライブ回路1に入力される発振信号が発振信号6
0に代わっても、FET2、3の動作は同様であるた
め、発振信号60と同一の周波数を有する高周波電流が
励起コイル5側に供給される。無電極放電灯6にコロナ
放電が発生すると、ランプ内に電流が流れ込み電流チャ
ンネルが増大すると共に、励起コイル5に流れる電流も
増大する。このような状態の時、励起コイル5を流れる
電流はCT4により検出され、この検出電流がLPF7
に入力されて平滑化される。又、励起コイル5を含む負
荷回路に印加される高周波電圧は、コンデンサC1、C
2により分圧されて検出電圧となり、この検出電圧がL
PF8に入力されて平滑化される。
In this state, a high voltage is applied to the gas probe 61 close to the electrodeless discharge lamp 6 by a high voltage generating circuit (not shown). Thereby, the gas probe 61
The corona discharge generated therein penetrates into the electrodeless discharge lamp 6 to generate a corona discharge in the electrodeless discharge lamp 6. At time t2, the control signal 100 is switched to high level by timer control or the like, and the NAND circuit 15 is opened and the NAND circuit 17 is closed. Therefore, the oscillation signal 60 output from the VCO 13 is input to the drive circuit 1 instead of the oscillation signal 50 output from the crystal oscillator 14. The oscillation signal input to the drive circuit 1 is the oscillation signal 6
Since the operation of the FETs 2 and 3 is the same even when the frequency is replaced with 0, a high-frequency current having the same frequency as the oscillation signal 60 is supplied to the excitation coil 5 side. When corona discharge occurs in the electrodeless discharge lamp 6, current flows into the lamp, the current channel increases, and the current flowing through the excitation coil 5 also increases. In such a state, the current flowing through the excitation coil 5 is detected by the CT 4 and the detected current is
And smoothed. The high-frequency voltage applied to the load circuit including the excitation coil 5 includes capacitors C1 and C
2 to become a detection voltage, and this detection voltage is L
It is input to PF8 and smoothed.

【0006】位相検波回路11には、前記平滑化された
検出電流と検出電圧をアンプ9、10を介して入力し、
この電流と電圧との位相差(位相角に同じ)を求めた
後、この位相差を予め決められている所定の位相差と比
較し、両者の差分に対応する位相検波電圧をLPF12
に出力する。LPF12は位相検波電圧を平滑化した
後、これを加算器20に出力する。加算器20には基準
電圧VFが印加されているため、基準電圧VFに前記位
相検披電圧が加算されて成る制御電圧がVCO13に入
力される。VCO13は発振信号60の周波数を前記制
御電圧に対応した周波数に変化させて、発振信号60を
ドライプ回路1に供袷する。ここで、VCO13はLP
F12から出力される位相検波電圧が零となる方向に発
振周波数を変化させる。FET2、3はドライプ回路1
を介して入力される発振信号60を増幅して、この発振
信号60と同一の周波数を有する高周波電流を励起コイ
ル5側の負荷回路に供給しているが、前記負荷回路側に
流れる高周波電流と、この負荷回路に印加される高周波
電圧との位相差が予め決められた位相差を保持するよう
に、前記高周波電流の周波数が変化することになる。
The smoothed detection current and detection voltage are input to the phase detection circuit 11 via amplifiers 9 and 10,
After calculating the phase difference between the current and the voltage (same as the phase angle), the phase difference is compared with a predetermined phase difference, and the phase detection voltage corresponding to the difference between the two is determined by the LPF 12.
Output to The LPF 12 smoothes the phase detection voltage and outputs this to the adder 20. Since the reference voltage VF is applied to the adder 20, a control voltage obtained by adding the phase detection voltage to the reference voltage VF is input to the VCO 13. The VCO 13 changes the frequency of the oscillation signal 60 to a frequency corresponding to the control voltage, and supplies the oscillation signal 60 to the drive circuit 1. Here, the VCO 13 is LP
The oscillation frequency is changed so that the phase detection voltage output from F12 becomes zero. FET2, 3 are the drive circuits 1
Amplifies the oscillation signal 60 input through the oscillating signal 60 and supplies a high-frequency current having the same frequency as the oscillation signal 60 to the load circuit on the excitation coil 5 side. The frequency of the high-frequency current changes so that the phase difference from the high-frequency voltage applied to the load circuit maintains a predetermined phase difference.

【0007】励起コイル5に流れる電流が増大すると、
励起コイル5が作る磁界により無電極放電灯6内に周回
方向に電界が形成され、この電界によりリング状の放電
路が成長する。これにより、励起コイル5と前記りング
状の放電路とが深く磁気結合して、高周波電流が立ち上
がると、無電極放電灯6の放電はグロー放電からアーク
放電に転移して、無電極放電灯6が定格の明るさで輝く
ことになる。上記のような無電極放電灯6にグロー放電
が形成され、その後これがリング状の放電路に成長し、
更にグローアーク転移を起こすまでの期間、前記励起コ
イルを含む負荷回路のキャパスタンスが増大して負荷回
路のインピーダンスが時々刻々と変化する。しかし、本
例では、前記変化に対してFET2、3から供袷される
高周波電流の周披数を時々刻々変化させることにより、
前記負荷回路に供袷される高周波電流と負荷回路に印加
される高周波電圧との位相差を常に一定とするようなフ
ィードバック制御が行われることになる。無電極放電灯
6が上記の如くグローアーク転移して定格で輝き出す
と、前記負荷回路のインピーダンスは所定の状態に落ち
着くため、フォトトランジスタ19によって前記グロー
アーク転移を検出した時刻t3にて、図5に示す如く制
御信号100を再ぴローレペルとして、ドライブ回路1
に水晶発振器14から出力された発振信号50を入力さ
せる。以降、FET2、3から負荷回路側に出力される
高周波電流の周波数は所定の周波数になる。
When the current flowing through the excitation coil 5 increases,
An electric field is formed in the circumferential direction in the electrodeless discharge lamp 6 by the magnetic field generated by the excitation coil 5, and the electric field grows a ring-shaped discharge path. Thus, when the excitation coil 5 and the ring-shaped discharge path are deeply magnetically coupled to each other and a high-frequency current rises, the discharge of the electrodeless discharge lamp 6 changes from a glow discharge to an arc discharge, and the electrodeless discharge lamp 6 6 will shine at the rated brightness. A glow discharge is formed in the electrodeless discharge lamp 6 as described above, and then grows in a ring-shaped discharge path,
Further, during the period before the glow arc transition occurs, the capacitance of the load circuit including the excitation coil increases, and the impedance of the load circuit changes every moment. However, in this example, by changing the frequency of the high-frequency current supplied from the FETs 2 and 3 with respect to the above change every moment,
Feedback control is performed such that the phase difference between the high-frequency current supplied to the load circuit and the high-frequency voltage applied to the load circuit is always constant. When the electrodeless discharge lamp 6 performs glow arc transition as described above and shines at a rated value, the impedance of the load circuit is settled to a predetermined state. As shown in FIG. 5, the control signal 100 is used as a low level
The oscillation signal 50 output from the crystal oscillator 14 is input to the input terminal. Thereafter, the frequency of the high-frequency current output from the FETs 2 and 3 to the load circuit becomes a predetermined frequency.

【0008】本従来例によれば、無電極放電灯の点灯過
渡時の過渡状態期間では、負荷回路に流れる高周波電流
と同負荷回路に印加される高周波電圧との位相差が所定
の位相差を常に保持するように前記高周波電流の周波数
を変化させるため、前記過渡期間において前記負荷回路
のインピーダンスが変化しても、高周波電流出力回路側
のインピーダンスを前記周波数を変化させることにより
迫従させて、前記両回路のインピーダンスマッチングを
時々刻々整合させることができる。これによリ、前記高
周波電圧出力と高周波電流出力との位相差が急変するこ
とによる、高電圧や大電流の発生を防止することがて
き、高周波電流出力側回路の例えばFET2、3等のデ
バイスが破壊されるのを防止でき、消孤なく常に安定し
て無電極放電灯6の点灯を行うことができる。
According to this conventional example, during a transient state period during the lighting transition of the electrodeless discharge lamp, the phase difference between the high-frequency current flowing through the load circuit and the high-frequency voltage applied to the load circuit becomes a predetermined phase difference. In order to change the frequency of the high-frequency current so as to always hold, even if the impedance of the load circuit changes in the transition period, the impedance of the high-frequency current output circuit side is made to follow by changing the frequency, The impedance matching of the two circuits can be matched moment by moment. Thereby, it is possible to prevent the occurrence of a high voltage or a large current due to a sudden change in the phase difference between the high-frequency voltage output and the high-frequency current output. Can be prevented from being destroyed, and the electrodeless discharge lamp 6 can be stably lit without loss.

【0009】[0009]

【発明が解決しようとする課題】しかし、上記従来例で
は、負荷回路に流れる高周波電流と、負荷回路に印加さ
れる高周波電圧とをそれぞれ検出し、さらにそれらの位
相差を求めたうえで所定の位相差と比較して、高周波電
流出力側回路(以下、高周波電源と呼ぶ。)の動作周波
数を変化しなければならず、回路構成が非常に複雑にな
ってしまう、という第1の問題点が生じてしまう。
However, in the above-mentioned conventional example, a high-frequency current flowing through a load circuit and a high-frequency voltage applied to the load circuit are respectively detected, and a phase difference between them is determined. The first problem is that the operating frequency of the high-frequency current output side circuit (hereinafter, referred to as a high-frequency power supply) must be changed as compared with the phase difference, and the circuit configuration becomes very complicated. Will happen.

【0010】また、負荷回路に流れる高周波電流と負荷
回路に印加される高周波電圧とを検出しているので、高
周波電源の動作周波数を変化させるためには配線(回路
パターン)の引き回しが長くなり誤動作しやすくなって
しまう、という第2の問題点が生じてしまう。
Further, since the high-frequency current flowing through the load circuit and the high-frequency voltage applied to the load circuit are detected, in order to change the operating frequency of the high-frequency power supply, the wiring (circuit pattern) becomes long and malfunctions. This causes a second problem that the operation becomes easier.

【0011】本発明は、上記全ての問題点に鑑みてなさ
れたものであり、その目的とするところは、より簡単な
回路構成で検出精度を高め、確実に、負荷回路のインピ
ーダンスの変化に対してマッチング回路入出力間のイン
ピーダンスを追従させマッチングさせることにより、高
周波電源のデバイスの性能劣化を低減可能な電源装置を
低コストで提供することである。
SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made in view of all of the above problems, and has as its object to improve detection accuracy with a simpler circuit configuration and to reliably prevent a change in the impedance of a load circuit. It is an object of the present invention to provide a low-cost power supply device capable of reducing the performance deterioration of a high-frequency power supply device by following and matching the impedance between the input and output of a matching circuit.

【0012】[0012]

【課題を解決するための手段】上記問題点を解決するた
めに、請求項1記載の発明によれば、直流電源と、少な
くとも1つのスイッチング素子を有し直流電源の出力電
圧を高周波電圧に変換して負荷に供給する高周波電源と
を備え、スイッチング素子に流れる回生電流を略零とす
る制御手段を設けたことを特徴とする。
According to the first aspect of the present invention, there is provided a DC power supply having at least one switching element and converting an output voltage of the DC power supply into a high-frequency voltage. A high-frequency power supply for supplying the load to the load, and control means for making the regenerative current flowing through the switching element substantially zero.

【0013】請求項2記載の発明によれば、制御手段
は、スイッチング素子に流れる正電流と回生電流との差
を略一定とするものであることを特徴とする。
According to the second aspect of the present invention, the control means makes the difference between the positive current flowing through the switching element and the regenerative current substantially constant.

【0014】請求項3記載の発明によれば、制御手段
は、高周波電源の動作周波数を制御するものであること
を特徴とする。
According to a third aspect of the present invention, the control means controls the operating frequency of the high frequency power supply.

【0015】請求項4記載の発明によれば、制御手段
は、直流電源の出力電圧を制御するものであることを特
徴とする。
According to a fourth aspect of the present invention, the control means controls the output voltage of the DC power supply.

【0016】請求項5記載の発明によれば、高周波電源
と負荷との両方のインピーダンス整合をとるマッチング
回路を設けると共に、制御手段は、マッチング回路のイ
ンピーダンスを制御するものであることを特徴とする。
According to the fifth aspect of the present invention, a matching circuit for matching impedance of both the high-frequency power supply and the load is provided, and the control means controls the impedance of the matching circuit. .

【0017】請求項6記載の発明によれば、負荷は放電
灯を含んで成ると共に、制御手段は、放電灯の始動時の
み動作するものであることを特徴とする。
According to a sixth aspect of the present invention, the load includes a discharge lamp, and the control means operates only when the discharge lamp is started.

【0018】請求項7記載の発明によれば、スイッチン
グ素子に流れる回生電流は、放電灯点灯後は略一定値を
有することを特徴とする。
According to the invention described in claim 7, the regenerative current flowing through the switching element has a substantially constant value after the discharge lamp is turned on.

【0019】請求項8記載の発明によれば、スイッチン
グ素子に流れる正電流と回生電流との差は、放電灯点灯
後は、放電灯の始動時とは異なる略一定値を有すること
を特徴とする。
According to the eighth aspect of the present invention, the difference between the positive current flowing through the switching element and the regenerative current has a substantially constant value after the discharge lamp is turned on, which is different from when the discharge lamp is started. I do.

【0020】請求項9記載の発明によれば、放電灯は無
電極放電灯であることを特徴とする。
According to a ninth aspect of the present invention, the discharge lamp is an electrodeless discharge lamp.

【0021】請求項10記載の発明によれば、高周波電
源のスイッチング素子に流れる電流は遅相電流であるこ
とを特徴とする。
According to the tenth aspect of the present invention, the current flowing through the switching element of the high-frequency power supply is a lag current.

【0022】請求項11記載の発明によれば、高周波電
源の動作周波数は、数MHz〜数百MHzであることを
特徴とする。
According to the eleventh aspect of the present invention, the operating frequency of the high frequency power supply is several MHz to several hundred MHz.

【0023】請求項12記載の発明によれば、高周波電
源はD級増幅回路であることを特徴とする。
According to a twelfth aspect of the present invention, the high frequency power supply is a class D amplifier circuit.

【0024】請求項13記載の発明によれば、高周波電
源はE級増幅回路であることを特徴とする。
According to the thirteenth aspect, the high frequency power supply is a class E amplifier circuit.

【0025】[0025]

【実施の形態】Embodiment

(実施の形態1)本発明に係る第1の実施の形態の要部
回路図を図1に示す。
(Embodiment 1) FIG. 1 shows a main part circuit diagram of a first embodiment according to the present invention.

【0026】図4に示した従来例と異なる点は、従来例
において、負荷回路Gに流れる高周波電流及び高周波電
圧を検出し、それらの位相差が略一定になるようにドラ
イブ回路1を制御する様に構成していた代わりに、本実
施の形態において、高周波電源Eを構成するFET3に
流れる回生電流を検出し、その値が略零になるようにド
ライブ回路1を制御する様に構成した点であり、その他
の従来例と同一構成には同一符号を付すことにより説明
を省略する。
The difference from the conventional example shown in FIG. 4 is that, in the conventional example, the high-frequency current and the high-frequency voltage flowing through the load circuit G are detected, and the drive circuit 1 is controlled so that the phase difference between them is substantially constant. Instead of this configuration, in the present embodiment, the regenerative current flowing through the FET 3 forming the high-frequency power source E is detected, and the drive circuit 1 is controlled so that the value becomes substantially zero. The same reference numerals are given to the same components as those of the other conventional examples, and the description is omitted.

【0027】以下、簡単に説明する。FET3のソース
端子とグランドとの間にカレントトランスCT31を設
けてFET3に流れる電流を検出し、この検出電圧(X
点)を半波整流回路21に入力して負の電圧のみを正の
電圧として取り出す。この半波整流回路21からの出力
電圧は、アンプ9及びローパスフィルタ12を介して平
滑化され、加算器20に入力される。そして、LPF1
2からの出力電圧に基準電圧VFを加算した制御電圧が
VCO13に入力され、VCO13で、この制御電圧に
対応した周波数に変化させた発振信号60をドライブ回
路1に供給する。発振信号60により、FET3に流れ
る回生電流が略零になるように周波数を変化してドライ
ブ回路1を制御する。
Hereinafter, a brief description will be given. A current transformer CT31 is provided between the source terminal of the FET3 and the ground to detect a current flowing through the FET3, and the detection voltage (X
) Is input to the half-wave rectifier circuit 21 and only a negative voltage is taken out as a positive voltage. The output voltage from the half-wave rectifier circuit 21 is smoothed via the amplifier 9 and the low-pass filter 12 and input to the adder 20. And LPF1
The control voltage obtained by adding the reference voltage VF to the output voltage from the control signal 2 is input to the VCO 13, and the VCO 13 supplies the drive circuit 1 with an oscillation signal 60 changed to a frequency corresponding to the control voltage. The drive circuit 1 is controlled by changing the frequency according to the oscillation signal 60 so that the regenerative current flowing through the FET 3 becomes substantially zero.

【0028】(実施の形態2)本発明に係る第2の実施
の形態の回路図を図2に示す。
(Embodiment 2) FIG. 2 shows a circuit diagram of a second embodiment according to the present invention.

【0029】図4に示した従来例と異なる点は、従来例
において、従来例において、負荷回路Gに流れる高周波
電流及び高周波電圧を検出し、それらの位相差が略一定
になるようにドライブ回路1を制御する様に構成してい
た代わりに、本実施の形態において、FET3に流れる
正電流と回生電流との差が一定となるように、電源とし
て高周波電源Eの入力端に接続された直流電源Hの出力
電圧を可変制御する様に構成した点であり、その他の従
来例と同一構成には同一符号を付すことにより説明を省
略する。なお、本実施の形態においては、直流電源Hと
して、インダクタL100、ダイオードD100、パワ
ーMOSFETQ100、平滑コンデンサC100、パ
ワーMOSFETQ100をオンオフ駆動する制御回路
34を具備している、所謂昇圧チョッパ回路を用いてい
る。また、商用電源ACは、フィルタ回路f及びダイオ
ードブリッジDBを介して直流電源Hの入力端に接続さ
れている。
The difference from the conventional example shown in FIG. 4 is that, in the conventional example, a high-frequency current and a high-frequency voltage flowing through the load circuit G are detected in the conventional example, and the drive circuit is controlled so that the phase difference between them is substantially constant. 1 in this embodiment, a DC power supply connected to the input terminal of the high-frequency power supply E as a power supply so that the difference between the positive current flowing through the FET 3 and the regenerative current becomes constant. The configuration is such that the output voltage of the power supply H is variably controlled, and the description of the same components as those of the other conventional examples will be omitted by retaining the same reference numerals. In the present embodiment, a so-called step-up chopper circuit including an inductor L100, a diode D100, a power MOSFET Q100, a smoothing capacitor C100, and a control circuit 34 for turning on and off the power MOSFET Q100 is used as the DC power supply H. . The commercial power supply AC is connected to the input terminal of the DC power supply H via the filter circuit f and the diode bridge DB.

【0030】以下、簡単に説明する。FET3のソース
端子とグランドとの間にカレントトランスCT33を設
けてFET3に流れる電流を検出し、半波整流回路25
でこの検出電圧(Z点)のうち正の電圧のみを取り出
し、ローパスフィルタ23を介して差動増幅回路22に
入力する。また、FET3に流れる電流を検出し、半波
整流回路26でこの検出電圧(Y点)のうち負の電圧の
みを取り出し、ローパスフィルタ24を介して差動増幅
回路22に入力する。差動増幅回路22では、これら2
つの入力される電圧の差をとって増幅する。そして、差
動増幅回路22の出力電圧が比較器27に入力され、比
較器27で、この出力電圧と基準電圧VF2との差が略
一定となる様に、直流電源Hの直流出力電圧を可変制御
する。
Hereinafter, a brief description will be given. A current transformer CT33 is provided between the source terminal of the FET3 and the ground to detect the current flowing through the FET3,
Then, only the positive voltage is taken out of the detected voltage (point Z) and inputted to the differential amplifier circuit 22 through the low-pass filter 23. Further, a current flowing through the FET 3 is detected, and only a negative voltage is taken out of the detected voltage (point Y) by the half-wave rectifier circuit 26 and input to the differential amplifier circuit 22 via the low-pass filter 24. In the differential amplifier circuit 22, these two
Amplify by taking the difference between the two input voltages. Then, the output voltage of the differential amplifier circuit 22 is input to the comparator 27, and the comparator 27 varies the DC output voltage of the DC power supply H so that the difference between the output voltage and the reference voltage VF2 becomes substantially constant. Control.

【0031】(実施の形態3)本発明に係る第3の実施
の形態の要部回路図を図3に示す。
(Embodiment 3) FIG. 3 shows a main part circuit diagram of a third embodiment according to the present invention.

【0032】図1に示した第1の実施の形態と異なる点
は、コンデンサC3及び可変コンデンサC5で構成され
るマッチング回路Fに発振信号60を供給して、FET
3に流れる回生電流が略零になるようにマッチング回路
Fのインピーダンスを可変する様に構成した点であり、
その他の第1の実施の形態と同一構成には同一符号を付
すことにより説明を省略する。
The difference from the first embodiment shown in FIG. 1 is that an oscillation signal 60 is supplied to a matching circuit F composed of a capacitor C3 and a variable capacitor C5,
3 is configured to vary the impedance of the matching circuit F so that the regenerative current flowing through 3 becomes substantially zero.
The description of the same components as those of the other first embodiment will be omitted by retaining the same reference numerals.

【0033】なお、上記全ての実施の形態では、負荷回
路Gは無電極放電灯6を含んでなるものとしたが、他の
どのような構成でもよく、例えば無電極放電灯6は他の
放電灯でも構わない。また、高周波電源Eは2つのFE
T2、3を含んでなるものとしたが、他のどのような構
成でもよく、例えば1つのFETを含んでなる所謂E級
増幅回路でも、所謂D級増幅回路でもよい。更に、負荷
回路Gに無電極放電灯6を含んで構成する場合、高周波
電源Eの動作周波数は数MHz〜数百MHzであること
が望ましく、その様に構成することで無電極放電灯6を
安定点灯することが可能となる。更にまた、FET3に
流れる電流は遅相電流であることが望ましい。また、直
流電源Hとして昇圧チョッパ回路を用いたが、他のどの
ような構成でも構わない。
In all of the above embodiments, the load circuit G includes the electrodeless discharge lamp 6, but may have any other configuration. For example, the electrodeless discharge lamp 6 may have another discharge lamp. A light may be used. The high-frequency power source E has two FEs.
Although T2 and T3 are included, any other configuration may be used. For example, a so-called class E amplifier circuit including one FET or a so-called class D amplifier circuit may be used. Further, when the load circuit G is configured to include the electrodeless discharge lamp 6, the operating frequency of the high-frequency power source E is preferably several MHz to several hundred MHz. This allows stable lighting. Furthermore, it is desirable that the current flowing through the FET 3 is a slow-phase current. Further, although the boost chopper circuit is used as the DC power supply H, any other configuration may be used.

【0034】更に、上記第3の実施の形態において、マ
ッチング回路Fのインピーダンスを可変する構成は、可
変コンデンサC5を制御するだけではなく他の構成でも
構わない。
Further, in the third embodiment, the configuration for varying the impedance of the matching circuit F may not only control the variable capacitor C5 but may be another configuration.

【0035】[0035]

【発明の効果】請求項1乃至請求項5に記載の発明によ
れば、より簡単な回路構成で検出精度を高め、確実に、
負荷回路のインピーダンスの変化に対してマッチング回
路入出力間のインピーダンスを追従させマッチングさせ
ることにより、高周波電源のデバイスの性能劣化を低減
可能な電源装置を低コストで提供できる。
According to the first to fifth aspects of the present invention, the detection accuracy is improved with a simpler circuit configuration, and
By matching the impedance between the input and output of the matching circuit by following the change in the impedance of the load circuit, it is possible to provide a low-cost power supply device capable of reducing the performance deterioration of the high-frequency power supply device.

【0036】請求項6乃至請求項8に記載の発明によれ
ば、請求項1乃至請求項5に記載の発明の効果に加え
て、常に放電灯を安定点灯可能な電源装置を提供でき
る。
According to the inventions described in claims 6 to 8, in addition to the effects of the inventions described in claims 1 to 5, it is possible to provide a power supply device capable of always stably lighting the discharge lamp.

【0037】請求項9乃至請求項13に記載の発明によ
れば、請求項1乃至請求項8に記載の発明の効果に加え
て、常に無電極放電灯を安定点灯可能な電源装置を提供
できる。
According to the ninth to thirteenth aspects, in addition to the effects of the first to eighth aspects, it is possible to provide a power supply device capable of stably lighting the electrodeless discharge lamp at all times. .

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】本発明に係る第1の実施の形態の要部回路図を
示す。
FIG. 1 shows a main part circuit diagram of a first embodiment according to the present invention.

【図2】本発明に係る第2の実施の形態の回路図を示
す。
FIG. 2 shows a circuit diagram of a second embodiment according to the present invention.

【図3】本発明に係る第3の実施の形態の要部回路図を
示す。
FIG. 3 is a main part circuit diagram of a third embodiment according to the present invention.

【図4】本発明に係る従来例の回路図を示す。FIG. 4 shows a circuit diagram of a conventional example according to the present invention.

【図5】上記従来例に係る制御信号100の波形図を示
す。
FIG. 5 shows a waveform diagram of a control signal 100 according to the conventional example.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

E 高周波電源 F マッチング回路 G 負荷 H 直流電源 2、3 スイッチング素子 6 無電極放電灯 E High frequency power supply F Matching circuit G Load H DC power supply 2, 3 Switching element 6 Electrodeless lamp

Claims (13)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 直流電源と、少なくとも1つのスイッチ
ング素子を有し前記直流電源の出力電圧を高周波電圧に
変換して負荷に供給する高周波電源とを備える電源装置
において、 前記スイッチング素子に流れる回生電流を略零とする制
御手段を設けたことを特徴とする電源装置。
1. A power supply device comprising: a DC power supply; and a high-frequency power supply having at least one switching element and converting an output voltage of the DC power supply into a high-frequency voltage and supplying the high-frequency voltage to a load, wherein a regenerative current flowing through the switching element A power supply device provided with control means for setting the value to approximately zero.
【請求項2】 前記制御手段は、前記スイッチング素子
に流れる正電流と回生電流との差を略一定とするもので
あることを特徴とする電源装置。
2. The power supply device according to claim 1, wherein said control means makes a difference between a positive current flowing through said switching element and a regenerative current substantially constant.
【請求項3】 前記制御手段は、前記高周波電源の動作
周波数を制御するものであることを特徴とする請求項1
または請求項2に記載の電源装置。
3. The apparatus according to claim 1, wherein said control means controls an operating frequency of said high frequency power supply.
Or the power supply device according to claim 2.
【請求項4】 前記制御手段は、前記直流電源の出力電
圧を制御するものであることを特徴とする請求項1また
は請求項2に記載の電源装置。
4. The power supply device according to claim 1, wherein the control means controls an output voltage of the DC power supply.
【請求項5】 前記高周波電源と前記負荷との両方のイ
ンピーダンス整合をとるマッチング回路を設けると共
に、前記制御手段は、前記マッチング回路のインピーダ
ンスを制御するものであることを特徴とする請求項1ま
たは請求項2に記載の電源装置。
5. The apparatus according to claim 1, further comprising a matching circuit for matching impedance of both said high frequency power supply and said load, and wherein said control means controls the impedance of said matching circuit. The power supply device according to claim 2.
【請求項6】 前記負荷は放電灯を含んで成ると共に、
前記制御手段は、前記放電灯の始動時のみ動作するもの
であることを特徴とする請求項1乃至請求項5のいずれ
かに記載の電源装置。
6. The load comprises a discharge lamp, and
The power supply device according to any one of claims 1 to 5, wherein the control means operates only when the discharge lamp is started.
【請求項7】 前記スイッチング素子に流れる回生電流
は、前記放電灯点灯後は略一定値を有することを特徴と
する請求項6記載の電源装置。
7. The power supply device according to claim 6, wherein a regenerative current flowing through the switching element has a substantially constant value after the discharge lamp is turned on.
【請求項8】 前記スイッチング素子に流れる正電流と
回生電流との差は、前記放電灯点灯後は、前記放電灯の
始動時とは異なる略一定値を有することを特徴とする請
求項6または請求項7に記載の電源装置。
8. The method according to claim 6, wherein a difference between a positive current flowing through the switching element and a regenerative current has a substantially constant value after the discharge lamp is turned on, which is different from when the discharge lamp is started. The power supply device according to claim 7.
【請求項9】 前記放電灯は無電極放電灯であることを
特徴とする請求項6乃至請求項8のいずれかに記載の電
源装置。
9. The power supply device according to claim 6, wherein the discharge lamp is an electrodeless discharge lamp.
【請求項10】 前記高周波電源のスイッチング素子に
流れる電流は遅相電流であることを特徴とする請求項1
乃至請求項9のいずれかに記載の電源装置。
10. The current flowing through a switching element of the high frequency power supply is a lag current.
The power supply device according to claim 9.
【請求項11】 前記高周波電源の動作周波数は、数M
Hz〜数百MHzであることを特徴とする請求項1乃至
請求項10のいずれかに記載の電源装置。
11. The operating frequency of the high-frequency power source is several M
The power supply device according to any one of claims 1 to 10, wherein the power supply frequency is from Hz to several hundred MHz.
【請求項12】 前記高周波電源はD級増幅回路である
ことを特徴とする請求項1乃至請求項11のいずれかに
記載の電源装置。
12. The power supply device according to claim 1, wherein the high-frequency power supply is a class D amplifier circuit.
【請求項13】 前記高周波電源はE級増幅回路である
ことを特徴とする請求項1乃至請求項11のいずれかに
記載の電源装置。
13. The power supply device according to claim 1, wherein the high-frequency power supply is a class E amplifier circuit.
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