JPH1041085A - 放電灯点灯装置 - Google Patents
放電灯点灯装置Info
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- JPH1041085A JPH1041085A JP19676396A JP19676396A JPH1041085A JP H1041085 A JPH1041085 A JP H1041085A JP 19676396 A JP19676396 A JP 19676396A JP 19676396 A JP19676396 A JP 19676396A JP H1041085 A JPH1041085 A JP H1041085A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 入力電流歪みが改善可能であると共に、定格
ランプ電流が略等しく且つ定格ランプ電圧が互いに異な
る複数種類の放電灯のいずれをも適合ランプとすること
が可能な、つまり安定点灯させることが可能な放電灯点
灯装置を提供する。 【解決手段】 コンデンサC4の両端電圧Vc4、平滑
コンデンサC1の両端電圧Vdc、脈流直流電圧Vin
の3つの電圧間の関係と、スイッチング素子Q1,Q2
及びダイオードD1,D2からなるインバータ回路の高
周波動作とにより、入力電流高調波歪みを改善する。ス
イッチング素子Q1,Q2の動作周波数は、コンデンサ
C2とインダクタンス素子L1とでなる共振回路におけ
る無負荷時の共振周波数以上で、コンデンサC2とコン
デンサC4とインダクタンス素子L1とでなる共振回路
における無負荷時の共振周波数以下に設定する。
ランプ電流が略等しく且つ定格ランプ電圧が互いに異な
る複数種類の放電灯のいずれをも適合ランプとすること
が可能な、つまり安定点灯させることが可能な放電灯点
灯装置を提供する。 【解決手段】 コンデンサC4の両端電圧Vc4、平滑
コンデンサC1の両端電圧Vdc、脈流直流電圧Vin
の3つの電圧間の関係と、スイッチング素子Q1,Q2
及びダイオードD1,D2からなるインバータ回路の高
周波動作とにより、入力電流高調波歪みを改善する。ス
イッチング素子Q1,Q2の動作周波数は、コンデンサ
C2とインダクタンス素子L1とでなる共振回路におけ
る無負荷時の共振周波数以上で、コンデンサC2とコン
デンサC4とインダクタンス素子L1とでなる共振回路
における無負荷時の共振周波数以下に設定する。
Description
【0001】
【発明の属する利用分野】本発明は放電灯点灯装置に関
する。
する。
【0002】
【従来の技術】本発明に係る従来例として、特開平4−
222469号公報に示したものがあり、その回路図を
図1に示す。
222469号公報に示したものがあり、その回路図を
図1に示す。
【0003】先ず、その回路構成について説明する。全
波整流器(以下、整流器と呼ぶ。)DBの交流入力端子
には、コンデンサC6とトランスT1とコンデンサC5
とからなるフィルター回路を介して交流電源Vsが接続
されている。整流器DBの直流出力端子には、第3のダ
イオード(以下、ダイオードと呼ぶ。)D3を介して、
平滑電源として平滑コンデンサC1が接続されている。
平滑コンデンサC1の両端には、トランジスタ(以下、
スイッチング素子と呼ぶ。)Q1,Q2の直列回路が接
続されている。各スイッチング素子Q1,Q2の両端に
は、それぞれダイオードD1,D2が逆並列接続されて
いる。ダイオードD3と整流器DBとの接続点にはカッ
プリングコンデンサC3の一端が接続されており、スイ
ッチング素子Q1,Q2の接続点にはインダクタンス素
子L1の一端が接続されている。カップリングコンデン
サC3の他端とインダクタンス素子L1の他端との間に
は、放電灯Laのフィラメントの電源側端子が接続され
ている。放電灯Laのフィラメントの非電源側端子間に
は、コンデンサC2が並列接続されている。また、ダイ
オードD3の両端にはインピーダンス要素としてコンデ
ンサC4が並列接続されている。なお、スイッチング素
子Q1,Q2とダイオードD1,D2とインダクタンス
素子L1とコンデンサC2とカップリングコンデンサC
3と放電灯Laとでインバータ回路を構成し、スイッチ
ング素子Q1,Q2を高速で交互にオンオフすることに
より、平滑コンデンサC1の両端電圧Vdcを高周波電
圧に変換して、放電灯Laに交流の高周波電圧を供給
し、放電灯Laを高周波点灯させる。更に、コンデンサ
C2は、放電灯Laのフィラメントの予熱用コンデンサ
であると共に、インダクタンス素子L1との共振用コン
デンサをも兼ねている。
波整流器(以下、整流器と呼ぶ。)DBの交流入力端子
には、コンデンサC6とトランスT1とコンデンサC5
とからなるフィルター回路を介して交流電源Vsが接続
されている。整流器DBの直流出力端子には、第3のダ
イオード(以下、ダイオードと呼ぶ。)D3を介して、
平滑電源として平滑コンデンサC1が接続されている。
平滑コンデンサC1の両端には、トランジスタ(以下、
スイッチング素子と呼ぶ。)Q1,Q2の直列回路が接
続されている。各スイッチング素子Q1,Q2の両端に
は、それぞれダイオードD1,D2が逆並列接続されて
いる。ダイオードD3と整流器DBとの接続点にはカッ
プリングコンデンサC3の一端が接続されており、スイ
ッチング素子Q1,Q2の接続点にはインダクタンス素
子L1の一端が接続されている。カップリングコンデン
サC3の他端とインダクタンス素子L1の他端との間に
は、放電灯Laのフィラメントの電源側端子が接続され
ている。放電灯Laのフィラメントの非電源側端子間に
は、コンデンサC2が並列接続されている。また、ダイ
オードD3の両端にはインピーダンス要素としてコンデ
ンサC4が並列接続されている。なお、スイッチング素
子Q1,Q2とダイオードD1,D2とインダクタンス
素子L1とコンデンサC2とカップリングコンデンサC
3と放電灯Laとでインバータ回路を構成し、スイッチ
ング素子Q1,Q2を高速で交互にオンオフすることに
より、平滑コンデンサC1の両端電圧Vdcを高周波電
圧に変換して、放電灯Laに交流の高周波電圧を供給
し、放電灯Laを高周波点灯させる。更に、コンデンサ
C2は、放電灯Laのフィラメントの予熱用コンデンサ
であると共に、インダクタンス素子L1との共振用コン
デンサをも兼ねている。
【0004】次に、本回路の動作を簡単に説明する。ス
イッチング素子Q2がオンすると、平滑コンデンサC1
→コンデンサC4→カップリングコンデンサC3→放電
灯La及びコンデンサC2→インダクタンス素子L1→
スイッチング素子Q2→平滑コンデンサC1の経路で電
流が流れる。このとき、各素子の両端に現れる電圧に
は、Vdc≒Vc4+Vc3+Vc2+VL1の関係が
ある。整流器DBの出力端に接続されるのは、カップリ
ングコンデンサC3と放電灯La及びコンデンサC2と
インダクタンス素子L1とからなる直列回路であるか
ら、Vin>Vc3+Vc2+VL1≒Vdc−Vc4
が成立するとき、整流器DB→カップリングコンデンサ
C3→放電灯La及びコンデンサC2→インダクタンス
素子L1→スイッチング素子Q2→整流器DBの経路を
経て、整流器DBに戻る経路で電流が流れることにな
る。
イッチング素子Q2がオンすると、平滑コンデンサC1
→コンデンサC4→カップリングコンデンサC3→放電
灯La及びコンデンサC2→インダクタンス素子L1→
スイッチング素子Q2→平滑コンデンサC1の経路で電
流が流れる。このとき、各素子の両端に現れる電圧に
は、Vdc≒Vc4+Vc3+Vc2+VL1の関係が
ある。整流器DBの出力端に接続されるのは、カップリ
ングコンデンサC3と放電灯La及びコンデンサC2と
インダクタンス素子L1とからなる直列回路であるか
ら、Vin>Vc3+Vc2+VL1≒Vdc−Vc4
が成立するとき、整流器DB→カップリングコンデンサ
C3→放電灯La及びコンデンサC2→インダクタンス
素子L1→スイッチング素子Q2→整流器DBの経路を
経て、整流器DBに戻る経路で電流が流れることにな
る。
【0005】本回路の動作を、以下に詳しく説明する。
まず、Vin≧Vdcの場合は、以下の(a)〜(d)
の4つの動作モードに分けて考えることができる。
まず、Vin≧Vdcの場合は、以下の(a)〜(d)
の4つの動作モードに分けて考えることができる。
【0006】(a)第1動作モード(入力電流流入モー
ド) スイッチング素子Q1オフ、スイッチング素子Q2オン
となると、整流器DB→カップリングコンデンサC3→
放電灯La及びコンデンサC2→インダクタンス素子L
1→スイッチング素子Q2→整流器DBの経路で整流器
DBより入力電流Idが流れ込む。
ド) スイッチング素子Q1オフ、スイッチング素子Q2オン
となると、整流器DB→カップリングコンデンサC3→
放電灯La及びコンデンサC2→インダクタンス素子L
1→スイッチング素子Q2→整流器DBの経路で整流器
DBより入力電流Idが流れ込む。
【0007】(b)第2動作モード(入力電流流入モー
ド、回生電流モード) スイッチング素子Q1オン、スイッチング素子Q2オフ
となると、整流器DB→カップリングコンデンサC3→
放電灯La及びコンデンサC2→インダクタンス素子L
1→ダイオードD1→平滑コンデンサC1→整流器DB
の経路で整流器DBより入力電流Idが流れ込むと共
に、ダイオードD1を介して回生電流が流れる。
ド、回生電流モード) スイッチング素子Q1オン、スイッチング素子Q2オフ
となると、整流器DB→カップリングコンデンサC3→
放電灯La及びコンデンサC2→インダクタンス素子L
1→ダイオードD1→平滑コンデンサC1→整流器DB
の経路で整流器DBより入力電流Idが流れ込むと共
に、ダイオードD1を介して回生電流が流れる。
【0008】(c)第3動作モード スイッチング素子Q1オン、スイッチング素子Q2オフ
のままで、上記回生電流が流れ終わると、コンデンサC
4は充電されていないので、カップリングコンデンサC
3を電源として、カップリングコンデンサC3→ダイオ
ードD3→スイッチング素子Q1→インダクタンス素子
L1→放電灯La及びコンデンサC2→カップリングコ
ンデンサC3の経路で電流が流れる。
のままで、上記回生電流が流れ終わると、コンデンサC
4は充電されていないので、カップリングコンデンサC
3を電源として、カップリングコンデンサC3→ダイオ
ードD3→スイッチング素子Q1→インダクタンス素子
L1→放電灯La及びコンデンサC2→カップリングコ
ンデンサC3の経路で電流が流れる。
【0009】(d)第4動作モード スイッチング素子Q1オフ、スイッチング素子Q2オン
となると、カップリングコンデンサC3→ダイオードD
3→平滑コンデンサC1→ダイオードD2→インダクタ
ンス素子L1→放電灯La及びコンデンサC2→カップ
リングコンデンサC3の経路で、ダイオードD2を介し
て回生電流が流れる。
となると、カップリングコンデンサC3→ダイオードD
3→平滑コンデンサC1→ダイオードD2→インダクタ
ンス素子L1→放電灯La及びコンデンサC2→カップ
リングコンデンサC3の経路で、ダイオードD2を介し
て回生電流が流れる。
【0010】Vin≧Vdcの場合は、以上の4つの動
作モードを繰り返す。また、コンデンサC2とインダク
タンス素子L1とでインバータ回路の共振回路を構成す
るが、この共振系をC2共振系と呼ぶ。なお、カップリ
ングコンデンサC3はコンデンサC2に比べて充分大き
な容量を有し、且つコンデンサC4もダイオードD3に
より略短絡されるので、カップリングコンデンサC3と
コンデンサC4とはC2共振系からは無視することがで
きる。
作モードを繰り返す。また、コンデンサC2とインダク
タンス素子L1とでインバータ回路の共振回路を構成す
るが、この共振系をC2共振系と呼ぶ。なお、カップリ
ングコンデンサC3はコンデンサC2に比べて充分大き
な容量を有し、且つコンデンサC4もダイオードD3に
より略短絡されるので、カップリングコンデンサC3と
コンデンサC4とはC2共振系からは無視することがで
きる。
【0011】次に、Vin<Vdcの場合は、以下の
(e)〜(j)の6つの動作モードに分けて考えること
ができる。
(e)〜(j)の6つの動作モードに分けて考えること
ができる。
【0012】(e)第1動作モード スイッチング素子Q1オフ、スイッチング素子Q2オン
となると、平滑コンデンサC1を電源として、平滑コン
デンサC1→コンデンサC4→カップリングコンデンサ
C3→放電灯La及びコンデンサC2→インダクタンス
素子L1→スイッチング素子Q2→平滑コンデンサC1
の経路で電流が流れ、コンデンサC4は充電される。
となると、平滑コンデンサC1を電源として、平滑コン
デンサC1→コンデンサC4→カップリングコンデンサ
C3→放電灯La及びコンデンサC2→インダクタンス
素子L1→スイッチング素子Q2→平滑コンデンサC1
の経路で電流が流れ、コンデンサC4は充電される。
【0013】(f)第2動作モード(入力電流流入モー
ド) スイッチング素子Q1オフ、スイッチング素子Q2オン
のままで、コンデンサC4の両端電圧Vc4が徐々に上
昇し、Vin=Vdc−Vc4となると、整流器DB→
カップリングコンデンサC3→放電灯La及びコンデン
サC2→インダクタンス素子L1→スイッチング素子Q
2→整流器DBの経路で整流器DBより入力電流Idが
流れ込む。
ド) スイッチング素子Q1オフ、スイッチング素子Q2オン
のままで、コンデンサC4の両端電圧Vc4が徐々に上
昇し、Vin=Vdc−Vc4となると、整流器DB→
カップリングコンデンサC3→放電灯La及びコンデン
サC2→インダクタンス素子L1→スイッチング素子Q
2→整流器DBの経路で整流器DBより入力電流Idが
流れ込む。
【0014】(g)第3動作モード(入力電流流入モー
ド、回生電流モード) スイッチング素子Q1オン、スイッチング素子Q2オフ
となると、整流器DB→カップリングコンデンサC3→
放電灯La及びコンデンサC2→インダクタンス素子L
1→ダイオードD1→平滑コンデンサC1→整流器DB
の経路で整流器DBより入力電流Idが流れ込むと共
に、ダイオードD1を介して回生電流が流れる。
ド、回生電流モード) スイッチング素子Q1オン、スイッチング素子Q2オフ
となると、整流器DB→カップリングコンデンサC3→
放電灯La及びコンデンサC2→インダクタンス素子L
1→ダイオードD1→平滑コンデンサC1→整流器DB
の経路で整流器DBより入力電流Idが流れ込むと共
に、ダイオードD1を介して回生電流が流れる。
【0015】(h)第4動作モード スイッチング素子Q1オン、スイッチング素子Q2オフ
のままで、上記回生電流が流れ終わると、コンデンサC
4→スイッチング素子Q1→インダクタンス素子L1→
放電灯La及びコンデンサC2→カップリングコンデン
サC3→コンデンサC4の経路で、コンデンサC4の充
電電荷が放電される。
のままで、上記回生電流が流れ終わると、コンデンサC
4→スイッチング素子Q1→インダクタンス素子L1→
放電灯La及びコンデンサC2→カップリングコンデン
サC3→コンデンサC4の経路で、コンデンサC4の充
電電荷が放電される。
【0016】(i)第5動作モード スイッチング素子Q1オン、スイッチング素子Q2オフ
のままで、上記コンデンサC4の充電電荷の放電が終わ
ると、カップリングコンデンサC3を電源として、カッ
プリングコンデンサC3→ダイオードD3→スイッチン
グ素子Q1→インダクタンス素子L1→放電灯La及び
コンデンサC2→カップリングコンデンサC3の経路で
電流が流れる。
のままで、上記コンデンサC4の充電電荷の放電が終わ
ると、カップリングコンデンサC3を電源として、カッ
プリングコンデンサC3→ダイオードD3→スイッチン
グ素子Q1→インダクタンス素子L1→放電灯La及び
コンデンサC2→カップリングコンデンサC3の経路で
電流が流れる。
【0017】(j)第6動作モード スイッチング素子Q1オフ、スイッチング素子Q2オン
となると、カップリングコンデンサC3→ダイオードD
3→平滑コンデンサC1→ダイオードD2→インダクタ
ンス素子L1→放電灯La及びコンデンサC2→カップ
リングコンデンサC3の経路で、ダイオードD2を介し
て回生電流が流れる。
となると、カップリングコンデンサC3→ダイオードD
3→平滑コンデンサC1→ダイオードD2→インダクタ
ンス素子L1→放電灯La及びコンデンサC2→カップ
リングコンデンサC3の経路で、ダイオードD2を介し
て回生電流が流れる。
【0018】Vin<Vdcの場合は、以上の6つの動
作モードを繰り返す。また、インバータ回路は、上記第
1、第4動作モードにおいては、コンデンサC2とコン
デンサC4とインダクタンス素子L1とで構成する共振
系(以下、C2−C4共振系と呼ぶ。)を有し、上記第
2、第3、第5、第6動作モードにおいては、C2共振
系を有する。
作モードを繰り返す。また、インバータ回路は、上記第
1、第4動作モードにおいては、コンデンサC2とコン
デンサC4とインダクタンス素子L1とで構成する共振
系(以下、C2−C4共振系と呼ぶ。)を有し、上記第
2、第3、第5、第6動作モードにおいては、C2共振
系を有する。
【0019】この様に、Vin≧Vdcの場合は、放電
灯Laを流れる共振電流は、C2共振系の共振カーブに
よって決定される。また、Vin<Vdcの場合は、C
2共振系とC2−C4共振系とが混在するが、脈流電圧
Vinが零に近づくにつれて、第1動作モードにおける
Vc4が大きくなり、つまりコンデンサC4の充電時間
が長くなって第1動作モードの時間が長くなる。一方、
スイッチング素子Q2のオン時間は一定であるので、第
2動作モードの時間が短くなる。よって、脈流電圧Vi
n<Vdcの場合はC2−C4共振系が支配的となり、
特に、脈流電圧Vinのゼロクロス近傍では、放電灯L
aを流れる共振電流は、C2−C4共振系の共振カーブ
によって近似的に決定される。
灯Laを流れる共振電流は、C2共振系の共振カーブに
よって決定される。また、Vin<Vdcの場合は、C
2共振系とC2−C4共振系とが混在するが、脈流電圧
Vinが零に近づくにつれて、第1動作モードにおける
Vc4が大きくなり、つまりコンデンサC4の充電時間
が長くなって第1動作モードの時間が長くなる。一方、
スイッチング素子Q2のオン時間は一定であるので、第
2動作モードの時間が短くなる。よって、脈流電圧Vi
n<Vdcの場合はC2−C4共振系が支配的となり、
特に、脈流電圧Vinのゼロクロス近傍では、放電灯L
aを流れる共振電流は、C2−C4共振系の共振カーブ
によって近似的に決定される。
【0020】本回路では、コンデンサC4が、脈流電圧
Vinと平滑コンデンサC1の両端電圧Vdcとの差電
圧を分担することになり、Vin<Vdcの場合でも、
交流電源Vsからの入力電流Iinが流れ、入力力率が
高くなる。また、コンデンサC6とトランスT1とコン
デンサC5とでなるフィルター回路により高周波成分を
除去した入力電流波形は、高潮波成分の少ない略正弦波
状の波形にすることができる。また、スイッチング素子
Q2のオン時には、整流器DBから直接的に負荷に電流
を流しているので、回路の総合効率が高くなり、比較的
小型で小容量のインバータ装置には適した回路方式であ
る。
Vinと平滑コンデンサC1の両端電圧Vdcとの差電
圧を分担することになり、Vin<Vdcの場合でも、
交流電源Vsからの入力電流Iinが流れ、入力力率が
高くなる。また、コンデンサC6とトランスT1とコン
デンサC5とでなるフィルター回路により高周波成分を
除去した入力電流波形は、高潮波成分の少ない略正弦波
状の波形にすることができる。また、スイッチング素子
Q2のオン時には、整流器DBから直接的に負荷に電流
を流しているので、回路の総合効率が高くなり、比較的
小型で小容量のインバータ装置には適した回路方式であ
る。
【0021】
【発明が解決しようとする課題】しかし、上記従来例に
於いては、定格ランプ電流が略等しく且つ定格ランプ電
圧が互いに異なる複数種類の放電灯のいずれも用いよう
とすると、例えば、いずれかの一灯を点灯させる場合、
インバータ回路の動作周波数によっては、ランプ電流が
大幅に変化してしまい、略一定のランプ電流が得られな
い、という問題点が生じてしまう。
於いては、定格ランプ電流が略等しく且つ定格ランプ電
圧が互いに異なる複数種類の放電灯のいずれも用いよう
とすると、例えば、いずれかの一灯を点灯させる場合、
インバータ回路の動作周波数によっては、ランプ電流が
大幅に変化してしまい、略一定のランプ電流が得られな
い、という問題点が生じてしまう。
【0022】本発明は上記全ての問題点に鑑みてなされ
たもので、その目的とするところは、入力電流歪みが改
善可能であると共に、定格ランプ電流が略等しく且つ定
格ランプ電圧が互いに異なる複数種類の放電灯(以下、
異Wの放電灯と呼ぶ。)のいずれをも適合ランプとする
ことが可能な、つまり安定点灯させることが可能な放電
灯点灯装置を提供することである。
たもので、その目的とするところは、入力電流歪みが改
善可能であると共に、定格ランプ電流が略等しく且つ定
格ランプ電圧が互いに異なる複数種類の放電灯(以下、
異Wの放電灯と呼ぶ。)のいずれをも適合ランプとする
ことが可能な、つまり安定点灯させることが可能な放電
灯点灯装置を提供することである。
【0023】
【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、交流電源を全波整
流する整流器と、整流器の直流出力端子間に、第3のダ
イオードを介して接続される平滑電源と、第3のダイオ
ードの両端に並列接続されたインピーダンス要素と、平
滑電源の両端に接続されて交互にオンオフされる第1及
び第2のスイッチング素子と、第1及び第2のスイッチ
ング素子の各々の両端に逆並列接続された第1及び第2
の逆並列ダイオードと、整流器の直流出力端子及び第3
のダイオードの接続点と第1及び第2のスイッチング素
子の接続点との間に接続された第1の共振回路及び放電
灯の直列回路とを備え、インピーダンス要素と第1の共
振回路とから第2の共振回路を構成し、第1及び第2の
スイッチング素子の動作周波数は、第1の共振回路にお
ける無負荷時の共振周波数以上で、第2の共振回路にお
ける無負荷時の共振周波数以下に設定することを特徴と
する。
めに、請求項1記載の発明によれば、交流電源を全波整
流する整流器と、整流器の直流出力端子間に、第3のダ
イオードを介して接続される平滑電源と、第3のダイオ
ードの両端に並列接続されたインピーダンス要素と、平
滑電源の両端に接続されて交互にオンオフされる第1及
び第2のスイッチング素子と、第1及び第2のスイッチ
ング素子の各々の両端に逆並列接続された第1及び第2
の逆並列ダイオードと、整流器の直流出力端子及び第3
のダイオードの接続点と第1及び第2のスイッチング素
子の接続点との間に接続された第1の共振回路及び放電
灯の直列回路とを備え、インピーダンス要素と第1の共
振回路とから第2の共振回路を構成し、第1及び第2の
スイッチング素子の動作周波数は、第1の共振回路にお
ける無負荷時の共振周波数以上で、第2の共振回路にお
ける無負荷時の共振周波数以下に設定することを特徴と
する。
【0024】請求項2記載の発明によれば、第1及び第
2のスイッチング素子の動作周波数は、第2の共振回路
においてピーク電流が得られる周波数以上で、第2の共
振回路における無負荷時の共振周波数以下に設定するこ
とを特徴とする。
2のスイッチング素子の動作周波数は、第2の共振回路
においてピーク電流が得られる周波数以上で、第2の共
振回路における無負荷時の共振周波数以下に設定するこ
とを特徴とする。
【0025】請求項3記載の発明によれば、第1の共振
回路における無負荷時の共振周波数と、第2の共振回路
における無負荷時の共振周波数とを、略一定に設定する
ことを特徴とする。
回路における無負荷時の共振周波数と、第2の共振回路
における無負荷時の共振周波数とを、略一定に設定する
ことを特徴とする。
【0026】請求項4記載の発明によれば、インピーダ
ンス要素はコンデンサから構成されることを特徴とす
る。
ンス要素はコンデンサから構成されることを特徴とす
る。
【0027】請求項5記載の発明によれば、平滑電源は
平滑コンデンサから構成されることを特徴とする。
平滑コンデンサから構成されることを特徴とする。
【0028】請求項6記載の発明によれば、平滑電源
は、第1あるいは第2のスイッチング素子の少なくとも
一方を含んでなる降圧チョッパ回路から構成されること
を特徴とする。
は、第1あるいは第2のスイッチング素子の少なくとも
一方を含んでなる降圧チョッパ回路から構成されること
を特徴とする。
【0029】
(実施の形態1)本発明に係る第1の実施の形態の回路
図は図1に示す従来例と同一であり、異なる点は、イン
バータ回路の動作周波数finvを、C2共振系におけ
る無負荷時の共振周波数f1と、C2−C4共振系にお
ける無負荷時の共振周波数f2との間になるように設定
することであり、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。
図は図1に示す従来例と同一であり、異なる点は、イン
バータ回路の動作周波数finvを、C2共振系におけ
る無負荷時の共振周波数f1と、C2−C4共振系にお
ける無負荷時の共振周波数f2との間になるように設定
することであり、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。
【0030】図2には、図1に示す回路における、イン
バータ回路の動作周波数finvの変化に対する、C2
共振系とC2−C4共振系との各々の無負荷時及び放電
灯点灯時の電流の変化を示す特性図である。
バータ回路の動作周波数finvの変化に対する、C2
共振系とC2−C4共振系との各々の無負荷時及び放電
灯点灯時の電流の変化を示す特性図である。
【0031】ここで、C2共振系における無負荷時の共
振周波数f1、C2−C4共振系における無負荷時の共
振周波数f2は
振周波数f1、C2−C4共振系における無負荷時の共
振周波数f2は
【0032】
【数1】
【0033】
【数2】
【0034】である。また、コンデンサC4の値に関係
なく、
なく、
【0035】
【数3】
【0036】という関係が成り立つ。しかし、コンデン
サC4が無限大の値でなければ
サC4が無限大の値でなければ
【0037】
【数4】
【0038】が成り立たないので、よって
【0039】
【数5】
【0040】という関係が成り立つ。図2に示す一点鎖
線X1は、C2共振系における無負荷時の共振電流の変
化を示し、二点鎖線X2は、C2共振系における放電灯
点灯時の放電灯Laに流れる共振電流の変化を示し、点
線X3は、C2−C4共振系における無負荷時の共振電
流の変化を示し、実線X4は、C2−C4共振系におけ
る放電灯点灯時の放電灯Laに流れる共振電流の変化を
示している。
線X1は、C2共振系における無負荷時の共振電流の変
化を示し、二点鎖線X2は、C2共振系における放電灯
点灯時の放電灯Laに流れる共振電流の変化を示し、点
線X3は、C2−C4共振系における無負荷時の共振電
流の変化を示し、実線X4は、C2−C4共振系におけ
る放電灯点灯時の放電灯Laに流れる共振電流の変化を
示している。
【0041】また、図3は、放電灯Laのランプインピ
ーダンスが変化した場合の、放電灯Laに流れる共振電
流の変化を示した特性図であり、図3に示す一点鎖線X
5を基準として、実線X6は、放電灯Laのランプイン
ピーダンスが小さいとき、点線X7は、ランプインピー
ダンスが大きいときを示している。ここで、図3では、
インバータ回路の動作周波数finvが周波数f3の場
合は、放電灯Laのランプインピーダンスが変化して
も、放電灯Laに流れる共振電流は略一定であることを
示している。この周波数f3は、C2共振系における無
負荷時の共振周波数f1あるいはC2−C4共振系にお
ける無負荷時の共振周波数f2のいずれにも相当する。
つまり、C2共振系とC2−C4共振系とのいずれも、
インバータ回路の動作周波数finvが無負荷時の共振
周波数の値と略等しくなれば、放電灯Laのランプイン
ピーダンスが変化しても放電灯Laに流れる共振電流は
略一定であることを示している。
ーダンスが変化した場合の、放電灯Laに流れる共振電
流の変化を示した特性図であり、図3に示す一点鎖線X
5を基準として、実線X6は、放電灯Laのランプイン
ピーダンスが小さいとき、点線X7は、ランプインピー
ダンスが大きいときを示している。ここで、図3では、
インバータ回路の動作周波数finvが周波数f3の場
合は、放電灯Laのランプインピーダンスが変化して
も、放電灯Laに流れる共振電流は略一定であることを
示している。この周波数f3は、C2共振系における無
負荷時の共振周波数f1あるいはC2−C4共振系にお
ける無負荷時の共振周波数f2のいずれにも相当する。
つまり、C2共振系とC2−C4共振系とのいずれも、
インバータ回路の動作周波数finvが無負荷時の共振
周波数の値と略等しくなれば、放電灯Laのランプイン
ピーダンスが変化しても放電灯Laに流れる共振電流は
略一定であることを示している。
【0042】ここで、
【0043】
【数6】
【0044】とすると、図2の二点鎖線X2及び実線X
4で示す共振電流は、上述の様に、放電灯Laのランプ
インピーダンスの変化に伴い大きく変化してしまうの
で、図1に示す回路では異Wの放電灯には対応できな
い。また、
4で示す共振電流は、上述の様に、放電灯Laのランプ
インピーダンスの変化に伴い大きく変化してしまうの
で、図1に示す回路では異Wの放電灯には対応できな
い。また、
【0045】
【数7】
【0046】としても、同様に図1に示す回路では異W
の放電灯には対応できない。
の放電灯には対応できない。
【0047】
【数8】
【0048】とすると、図2の二点鎖線X2で示す共振
電流は、上述の様に、放電灯Laのランプインピーダン
スが変化しても放電灯Laに流れる共振電流は略一定で
あるが、図2の実線X4で示す共振電流は、上述の様
に、放電灯Laのランプインピーダンスの変化に伴い変
化する。しかし、上述の周波数fo1,fo2の場合と
比べて共振電流の変化は非常に小さなものとなる。ま
た、
電流は、上述の様に、放電灯Laのランプインピーダン
スが変化しても放電灯Laに流れる共振電流は略一定で
あるが、図2の実線X4で示す共振電流は、上述の様
に、放電灯Laのランプインピーダンスの変化に伴い変
化する。しかし、上述の周波数fo1,fo2の場合と
比べて共振電流の変化は非常に小さなものとなる。ま
た、
【0049】
【数9】
【0050】とすると、図2の実線X4で示す共振電流
は、上述の様に、放電灯Laのランプインピーダンスが
変化しても放電灯Laに流れる共振電流は略一定である
が、図2の二点鎖線X2で示す共振電流は、上述の様
に、放電灯Laのランプインピーダンスの変化に伴い変
化する。しかし、上述の周波数fo1,fo2の場合と
比べて共振電流の変化は非常に小さなものとなる。
は、上述の様に、放電灯Laのランプインピーダンスが
変化しても放電灯Laに流れる共振電流は略一定である
が、図2の二点鎖線X2で示す共振電流は、上述の様
に、放電灯Laのランプインピーダンスの変化に伴い変
化する。しかし、上述の周波数fo1,fo2の場合と
比べて共振電流の変化は非常に小さなものとなる。
【0051】以上より、
【0052】
【数10】
【0053】とすることにより、放電灯Laのランプイ
ンピーダンスが変化しても、図2の二点鎖線X2で示す
共振電流と図2の実線X4で示す共振電流との双方の変
化を最小にすることができる。つまり、異Wの放電灯
を、図1に示す回路に於ける適合ランプとした場合、い
ずれの放電灯のランプ電流を略一定にすることができ、
安定点灯することができる。
ンピーダンスが変化しても、図2の二点鎖線X2で示す
共振電流と図2の実線X4で示す共振電流との双方の変
化を最小にすることができる。つまり、異Wの放電灯
を、図1に示す回路に於ける適合ランプとした場合、い
ずれの放電灯のランプ電流を略一定にすることができ、
安定点灯することができる。
【0054】(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4に示す。
の形態の回路図を図4に示す。
【0055】図1に示した第1の実施の形態と異なる点
は、スイッチング素子Q1,Q2を電解効果トランジス
タとしたことであり、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。な
お、図4に示すダイオードD1,D2は、スイッチング
素子Q1,Q2のボディダイオードで代用できるので、
省略可能である。
は、スイッチング素子Q1,Q2を電解効果トランジス
タとしたことであり、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。な
お、図4に示すダイオードD1,D2は、スイッチング
素子Q1,Q2のボディダイオードで代用できるので、
省略可能である。
【0056】(実施の形態3)本発明に係る第3の実施
の形態の回路図を図5に示す。
の形態の回路図を図5に示す。
【0057】図1に示した第1の実施の形態と異なる点
は、平滑コンデンサC1による平滑電源の代わりに、ス
イッチング素子Q2と、スイッチング素子Q1,Q2の
直列接続の両端に並列接続されたコンデンサC8と、ス
イッチング素子Q1,Q2の接続点にカソード端子が接
続されたダイオードD4と、コンデンサC8の高電位側
端子及びダイオードD4のアノード端子間に接続された
インダクタンス素子L4及び平滑コンデンサC7の直列
接続と、ダイオードD4のカソード端子にカソード端子
を接続し、コンデンサC8の低電位側端子にアノード端
子を接続したダイオードD5とからなる降圧チョッパ回
路を用いると共に、
は、平滑コンデンサC1による平滑電源の代わりに、ス
イッチング素子Q2と、スイッチング素子Q1,Q2の
直列接続の両端に並列接続されたコンデンサC8と、ス
イッチング素子Q1,Q2の接続点にカソード端子が接
続されたダイオードD4と、コンデンサC8の高電位側
端子及びダイオードD4のアノード端子間に接続された
インダクタンス素子L4及び平滑コンデンサC7の直列
接続と、ダイオードD4のカソード端子にカソード端子
を接続し、コンデンサC8の低電位側端子にアノード端
子を接続したダイオードD5とからなる降圧チョッパ回
路を用いると共に、
【0058】
【数11】
【0059】が成り立つと、整流器DB→カップリング
コンデンサC3→放電灯La及びコンデンサC2→イン
ダクタンス素子L1→スイッチング素子Q2→整流器D
Bの経路で電流が流れることであり、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。なお、スイッチング素子Q2は、インバー
タ回路としてのスイッチング素子と降圧チョッパ回路と
してのスイッチング素子とを兼ねている。
コンデンサC3→放電灯La及びコンデンサC2→イン
ダクタンス素子L1→スイッチング素子Q2→整流器D
Bの経路で電流が流れることであり、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。なお、スイッチング素子Q2は、インバー
タ回路としてのスイッチング素子と降圧チョッパ回路と
してのスイッチング素子とを兼ねている。
【0060】この様に構成したことにより、インラッシ
ュ電流の低減、DCリンク昇圧抑制、クレストファクタ
改善などの効果が生じる。
ュ電流の低減、DCリンク昇圧抑制、クレストファクタ
改善などの効果が生じる。
【0061】上記全ての実施の形態に於いて、スイッチ
ング素子Q1,Q2は、例えば電解効果トランジスタで
あっても、静電誘導サイリスタであっても、他のスイッ
チング素子を用いてもよい。また、C2−C4共振系に
おいて、つまり実線X4上において、放電灯Laに流れ
る共振電流のピーク値が得られるインバータ回路の動作
周波数を周波数f2pとすると、
ング素子Q1,Q2は、例えば電解効果トランジスタで
あっても、静電誘導サイリスタであっても、他のスイッ
チング素子を用いてもよい。また、C2−C4共振系に
おいて、つまり実線X4上において、放電灯Laに流れ
る共振電流のピーク値が得られるインバータ回路の動作
周波数を周波数f2pとすると、
【0062】
【数12】
【0063】と設定することにより、スイッチング素子
Q1,Q2は常に遅相で動作し、よってスイッチング素
子Q1,Q2にかかるストレスを低減することができ
る。
Q1,Q2は常に遅相で動作し、よってスイッチング素
子Q1,Q2にかかるストレスを低減することができ
る。
【0064】更に、C2−C4共振系における無負荷時
の共振周波数f2を、C2共振系における無負荷時の共
振周波数f1近傍に設定して、
の共振周波数f2を、C2共振系における無負荷時の共
振周波数f1近傍に設定して、
【0065】
【数13】
【0066】とすると、図2において、一点鎖線X2と
実線X4とが略一致するが、この様にすると、放電灯L
aのランプインピーダンスが変化した際に、つまり、異
Wの放電灯を適合ランプとした際に、一点鎖線X2上と
実線X4上とのランプ電流変動が小さくなるので、より
ランプ電流を略一定にすることができる。
実線X4とが略一致するが、この様にすると、放電灯L
aのランプインピーダンスが変化した際に、つまり、異
Wの放電灯を適合ランプとした際に、一点鎖線X2上と
実線X4上とのランプ電流変動が小さくなるので、より
ランプ電流を略一定にすることができる。
【0067】
【発明の効果】請求項1、請求項4、請求項5に記載の
発明によれば、入力電流歪みが改善可能であると共に、
異Wの放電灯のいずれをも適合ランプとすることが可能
な、つまり安定点灯させることが可能な放電灯点灯装置
を提供できる。
発明によれば、入力電流歪みが改善可能であると共に、
異Wの放電灯のいずれをも適合ランプとすることが可能
な、つまり安定点灯させることが可能な放電灯点灯装置
を提供できる。
【0068】請求項2記載の発明によれば、第1及び第
2のスイッチング素子を常に遅相で動作させることがで
きるので、第1及び第2のスイッチング素子にかかるス
トレスを低減することが可能であり、入力電流歪みが改
善可能であると共に、異Wの放電灯のいずれをも適合ラ
ンプとすることが可能な、つまり安定点灯させることが
可能な放電灯点灯装置を提供できる。
2のスイッチング素子を常に遅相で動作させることがで
きるので、第1及び第2のスイッチング素子にかかるス
トレスを低減することが可能であり、入力電流歪みが改
善可能であると共に、異Wの放電灯のいずれをも適合ラ
ンプとすることが可能な、つまり安定点灯させることが
可能な放電灯点灯装置を提供できる。
【0069】請求項3記載の発明によれば、入力電流歪
みが改善可能であると共に、異Wの放電灯のいずれをも
適合ランプとすることが可能な、つまり、より安定点灯
させることが可能な放電灯点灯装置を提供できる。
みが改善可能であると共に、異Wの放電灯のいずれをも
適合ランプとすることが可能な、つまり、より安定点灯
させることが可能な放電灯点灯装置を提供できる。
【0070】請求項6記載の発明によれば、インラッシ
ュ電流が低減可能で、DCリンク昇圧抑制が可能で、ク
レストファクタ改善可能で、入力電流歪みが改善可能で
あると共に、異Wの放電灯のいずれをも適合ランプとす
ることが可能な、つまり安定点灯させることが可能な放
電灯点灯装置を提供できる。
ュ電流が低減可能で、DCリンク昇圧抑制が可能で、ク
レストファクタ改善可能で、入力電流歪みが改善可能で
あると共に、異Wの放電灯のいずれをも適合ランプとす
ることが可能な、つまり安定点灯させることが可能な放
電灯点灯装置を提供できる。
【図1】本発明に係る第1実施の形態及び従来例を示す
回路図である。
回路図である。
【図2】本発明に係る、インバータ回路の動作周波数と
負荷電流との関係を示す特性図である。
負荷電流との関係を示す特性図である。
【図3】本発明に係る、インバータ回路の動作周波数と
負荷電流との関係を示す別の特性図である。
負荷電流との関係を示す別の特性図である。
【図4】本発明に係る第2実施の形態を示す回路図であ
る。
る。
【図5】本発明に係る第3実施の形態を示す回路図であ
る。
る。
C コンデンサ D ダイオード DB 整流器 f 周波数 La 放電灯 Q スイッチング素子 Vs 交流電源
Claims (6)
- 【請求項1】 交流電源を全波整流する整流器と、前記
整流器の直流出力端子間に、第3のダイオードを介して
接続される平滑電源と、前記第3のダイオードの両端に
並列接続されたインピーダンス要素と、前記平滑電源の
両端に接続されて交互にオンオフされる第1及び第2の
スイッチング素子と、前記第1及び第2のスイッチング
素子の各々の両端に逆並列接続された第1及び第2の逆
並列ダイオードと、前記整流器の直流出力端子及び前記
第3のダイオードの接続点と前記第1及び第2のスイッ
チング素子の接続点との間に接続された第1の共振回路
及び放電灯の直列回路とを備え、前記インピーダンス要
素と前記第1の共振回路とから第2の共振回路を構成す
る放電灯点灯装置において、 第1及び第2のスイッチング素子の動作周波数は、前記
第1の共振回路における無負荷時の共振周波数以上で、
前記第2の共振回路における無負荷時の共振周波数以下
に設定することを特徴とする放電灯点灯装置。 - 【請求項2】 第1及び第2のスイッチング素子の動作
周波数は、前記第2の共振回路においてピーク電流が得
られる周波数以上で、前記第2の共振回路における無負
荷時の共振周波数以下に設定することを特徴とする請求
項1記載の放電灯点灯装置。 - 【請求項3】 前記第1の共振回路における無負荷時の
共振周波数と、前記第2の共振回路における無負荷時の
共振周波数とを、略一定に設定することを特徴とする請
求項1記載の放電灯点灯装置。 - 【請求項4】 前記インピーダンス要素は、コンデンサ
から構成されることを特徴とする請求項1記載の放電灯
点灯装置。 - 【請求項5】 前記平滑電源は、平滑コンデンサから構
成されることを特徴とする請求項1記載の放電灯点灯装
置。 - 【請求項6】 前記平滑電源は、前記第1あるいは第2
のスイッチング素子の少なくとも一方を含んでなる降圧
チョッパ回路から構成されることを特徴とする請求項1
記載の放電灯点灯装置。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP19676396A JPH1041085A (ja) | 1996-07-25 | 1996-07-25 | 放電灯点灯装置 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP19676396A JPH1041085A (ja) | 1996-07-25 | 1996-07-25 | 放電灯点灯装置 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH1041085A true JPH1041085A (ja) | 1998-02-13 |
Family
ID=16363221
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP19676396A Withdrawn JPH1041085A (ja) | 1996-07-25 | 1996-07-25 | 放電灯点灯装置 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPH1041085A (ja) |
-
1996
- 1996-07-25 JP JP19676396A patent/JPH1041085A/ja not_active Withdrawn
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A300 | Withdrawal of application because of no request for examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A300 Effective date: 20031007 |