JPH11289777A

JPH11289777A - 電源装置、放電灯点灯装置および照明装置

Info

Publication number: JPH11289777A
Application number: JP10087498A
Authority: JP
Inventors: Hirokazu Otake; 寛和大武
Original assignee: Toshiba Lighting and Technology Corp
Current assignee: Toshiba Lighting and Technology Corp
Priority date: 1998-03-31
Filing date: 1998-03-31
Publication date: 1999-10-19

Abstract

(57)【要約】【課題】回路効率を向上した放電灯点灯装置を提供す
る。【解決手段】商用交流電源ｅにフィルタ回路11を介し
て、全波整流回路12の交流入力端子を接続し、直流出力
端子間にコンデンサC2を接続する。コンデンサC2に、定
電流チョークL1、第１のトランジスタQ1、第２のトラン
ジスタQ2および定電流チョークL2が接続され、定電流チ
ョークL1，L2を磁気的に結合している。第２のトランジ
スタQ2および定電流チョークL2に対して並列に負荷16お
よびコンデンサC3の直列回路を接続している。負荷16
は、第１および第２のトランジスタQ1，Q2の接続点とコ
ンデンサC3との間に、絶縁トランスTr2 の一次巻線Tr2a
を接続し、に電圧共振用のコンデンサC4を接続する。絶
縁トランスTr2 の二次巻線Tr2bに蛍光ランプFL1 を接続
し、他端間に始動用のコンデンサC5を接続する。絶縁ト
ランスTr2 と交流入力端子との間に、電流経路となるコ
ンデンサC6を接続する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、力率を改善した電
源装置、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、この種の力率を改善した電源装置
としては、たとえば特開平４−１９３０６６号公報に記
載の構成が知られている。

【０００３】この特開平４−１９３０６６号公報に記載
の構成は、交流電源に全波整流回路の交流入力端子が接
続され、この全波整流回路の直流出力端子間に平滑用の
コンデンサが接続され、このコンデンサに対して並列に
第１のトランジスタおよび第２のトランジスタの直列回
路と２つのコンデンサの直列回路とが接続され、これら
第１のトランジスタおよび第２のトランジスタの接続点
と２つのコンデンサの接続点との間に負荷が接続され、
２つのコンデンサおよび全波整流回路の交流入力端子間
に電流経路が形成されたものである。

【０００４】そして、交流電源を全波整流回路で全波整
流し、コンデンサで平滑し、第１のトランジスタおよび
第２のトランジスタを交互にオン、オフさせ、交流電源
から通電経路を介して直接的に負荷および第１のトラン
ジスタまたは第２のトランジスタに電流を流すことによ
り、複数の変換を経ることなく回路効率を向上させてい
る。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記特
開平４−１９３０６６号公報に記載のものでは、電流が
小さいと回路効率が低下するおそれがある問題を有して
いる。

【０００６】本発明は、上記問題点に鑑みなされたもの
で、電流値にかかわらず、回路効率を向上した電源装
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、交流電圧を整流する全波整流回路と；この全波整流
回路の直流出力端子間に接続されたコンデンサと；この
コンデンサに対して並列に接続された第１のスイッチン
グ素子および第２のスイッチング素子と；これら第１の
スイッチング素子および第２のスイッチング素子の接続
点から負荷を介して全波整流回路の直流出力端子のいず
れかに接続されるインピーダンス素子と；このインピー
ダンス素子および負荷の接続点と全波整流回路の交流入
力端子のいずれかとの間に形成される電流経路と；第１
のスイッチング素子および第２のスイッチング素子にそ
れぞれ直列に接続され互いに磁気的に結合された定電流
チョークとを具備したもので、交流電圧を全波整流回路
で全波整流し、コンデンサで平滑し、第１のスイッチン
グ素子および第２のスイッチング素子を交互にオン、オ
フさせて負荷に交流を供給し、電流経路を介して交流を
直接負荷および第１のスイッチング素子または第２のス
イッチング素子に供給するとともに、定電流チョークで
第１のスイッチング素子および第２のスイッチング素子
に供給する電流を定電流化し、低電流時にも回路効率が
低下することを防止する。

【０００８】請求項２記載の電源装置は、交流電圧を整
流する全波整流回路と；この全波整流回路の直流出力端
子間に接続された第１のスイッチング素子および第２の
スイッチング素子と；これら第１のスイッチング素子お
よび第２のスイッチング素子の接続点から負荷を介して
全波整流回路の直流出力端子のいずれかに接続されるイ
ンピーダンス素子と；このインピーダンス素子および負
荷の接続点と全波整流回路の交流入力端子のいずれかと
の間に形成される電流経路と；第１のスイッチング素子
および第２のスイッチング素子にそれぞれ直列に接続さ
れ互いに磁気的に結合された定電流チョークと；第１の
スイッチング素子および第２のスイッチング素子のいず
れか一方に対して並列に接続され前記スイッチング素子
の導通方向と逆極性に接続された複数のダイオードと；
これらダイオードのいずれかの接続点と第１のスイッチ
ング素子および第２のスイッチング素子のいずれか他方
の側の全波整流回路の直流出力端子との間に接続された
コンデンサおよびチョークの直列回路とを具備したもの
で、交流電圧を全波整流回路で全波整流し、第２のスイ
ッチング素子のオン時にコンデンサを充電し、第１のス
イッチング素子のオン時にコンデンサを放電して高圧チ
ョッパ的に動作し、第１のスイッチング素子および第２
のスイッチング素子を交互にオン、オフさせて負荷に交
流を供給し、電流経路を介して交流を直接負荷および第
１のスイッチング素子または第２のスイッチング素子に
供給するとともに、定電流チョークで第１のスイッチン
グ素子および第２のスイッチング素子に供給する電流を
定電流化し、高調波を低減させて、低電流時にも回路効
率が低下することを防止する。

【０００９】請求項３記載の電源装置は、請求項１また
は２記載の電源装置において、インピーダンスは、コン
デンサであるもので、コンデンサにより回路効率が低下
することを確実に防止する。

【００１０】請求項４記載の電源装置は、請求項１ない
し３いずれか記載の電源装置において、電流経路に、コ
ンデンサが設けられたもので、コンデンサにより回路効
率が低下することを確実に防止する。

【００１１】請求項５記載の放電灯点灯装置は、負荷
は、ランプである請求項１ないし４いずれか記載の電源
装置を具備したもので、それぞれの作用を奏する。

【００１２】請求項６記載の照明装置は、請求項５記載
の放電灯点灯装置と；この放電灯点灯装置により点灯さ
れるランプが装着される器具本体とを具備したもので、
それぞれの作用を奏する。

【００１３】

【発明の実施の形態】以下、本発明の照明装置の一実施
の形態を図面を参照して説明する。

【００１４】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、器具本体１の下面には反射面２が
形成され、この反射面２の長手方向の両端にランプソケ
ット３，３が装着され、これらランプソケット３，３間
に放電ランプとしての蛍光ランプFL1 が装着され、器具
本体１内に図１に示す放電灯点灯装置４が収納されてい
る。

【００１５】図１は放電灯点灯装置を示す回路図で、こ
の放電灯点灯装置４は、商用交流電源ｅにコモンチョー
クTr1 およびコンデンサC1のフィルタ回路11を介して、
ダイオードD1、ダイオードD2、ダイオードD3およびダイ
オードD4のダイオードブリッジの全波整流回路12の交流
入力端子が接続され、この全波整流回路12の直流出力端
子間には平滑用のコンデンサC2が接続されている。

【００１６】また、このコンデンサC2には、シングルエ
ンドプッシュプル型のインバータ回路15が接続され、こ
のインバータ回路15は、定電流チョークL1、第１のスイ
ッチング素子としての第１のトランジスタQ1のコレク
タ、エミッタ、第２のスイッチング素子としての第２の
トランジスタQ2のコレクタ、エミッタおよび定電流チョ
ークL2の直流回路が接続され、定電流チョークL1および
定電流チョークL2は、磁気的に結合されている。さら
に、第２のトランジスタQ2および定電流チョークL2に対
して並列に負荷16およびインピーダンス素子としてのコ
ンデンサC3の直列回路が接続されている。そして、負荷
16は、第１のトランジスタQ1のエミッタおよび第２のト
ランジスタQ2のコレクタの接続点とコンデンサC3との間
に、電圧共振用の絶縁トランスTr2 の一次巻線Tr2aが接
続され、この一次巻線Tr2aに対して並列に電圧共振用の
コンデンサC4が接続されている。また、絶縁トランスTr
2 の二次巻線Tr2bには、蛍光ランプFL1 のフィラメント
FL1a，FL1bのそれぞれの一端が接続され、フィラメント
FL1a，FL1bのそれぞれの他端間には始動用のコンデンサ
C5が接続されている。

【００１７】さらに、絶縁トランスTr2 およびダイオー
ドD2およびダイオードD4の接続点の交流入力端子との間
には、電流経路となるコンデンサC6が接続されている。
なお、このコンデンサC6の容量はコンデンサC3の容量よ
り十分大きく設定されている。

【００１８】次に、上記実施の形態の動作について説明
する。

【００１９】まず、商用交流電源ｅの点Ａ側が高電位の
場合で、第１のトランジスタQ1がオンすると、コンデン
サC2、定電流チョークL1、第１のトランジスタQ1、絶縁
トランスTr2 の一次巻線Tr2a、コンデンサC3およびコン
デンサC2の経路で電流が流れ、コンデンサC2が充電され
るとともに、商用交流電源ｅ、フィルタ回路11、ダイオ
ードD1、定電流チョークL1、第１のトランジスタQ1、絶
縁トランスTr2 の一次巻線Tr2a、コンデンサC6、フィル
タ回路11および商用交流電源ｅの経路で電流が流れる。

【００２０】次に、第１のトランジスタQ1がオフして第
２のトランジスタQ2がオンすると、コンデンサC3、絶縁
トランスTr2 の一次巻線Tr2a、第２のトランジスタQ2、
定電流チョークL2およびコンデンサC3の経路で電流が流
れるとともに、コンデンサC6、絶縁トランスTr2 の一次
巻線Tr2a、第２のトランジスタQ2、定電流チョークL2、
ダイオードD4およびコンデンサC6の経路で電流が流れ
る。

【００２１】そして、再び、第１のトランジスタQ1がオ
ンすると、コンデンサC2、定電流チョークL1、第１のト
ランジスタQ1、絶縁トランスTr2 の一次巻線Tr2a、コン
デンサC3およびコンデンサC2の経路で電流が流れ、コン
デンサC2が充電されるとともに、商用交流電源ｅ、フィ
ルタ回路11、ダイオードD1、定電流チョークL1、第１の
トランジスタQ1、絶縁トランスTr2 の一次巻線Tr2a、コ
ンデンサC6、フィルタ回路11および商用交流電源ｅの経
路で電流が流れて、コンデンサC6の充電電流が流れ、フ
ィルタ回路11により正弦波状の入力電流となる。

【００２２】また、商用交流電源ｅの点Ｂ側が高電位の
場合で、第１のトランジスタQ1がオンすると、コンデン
サC2、定電流チョークL1、第１のトランジスタQ1、絶縁
トランスTr2 の一次巻線Tr2a、コンデンサC3およびコン
デンサC2の経路で電流が流れ、コンデンサC2が充電され
るとともに、コンデンサC6、ダイオードD2、定電流チョ
ークL1、第１のトランジスタQ1、絶縁トランスTr2 の一
次巻線Tr2a、コンデンサC6の経路で電流が流れる。

【００２３】そして、第１のトランジスタQ1がオフして
第２のトランジスタQ2がオンすると、コンデンサC3、絶
縁トランスTr2 の一次巻線Tr2a、第２のトランジスタQ
2、定電流チョークL2およびコンデンサC3の経路で電流
が流れるとともに、商用交流電源ｅ、フィルタ回路11、
絶縁トランスTr2 の一次巻線Tr2a、第２のトランジスタ
Q2、定電流チョークL2、ダイオードD4および商用交流電
源ｅの経路で電流が流れ、フィルタ回路11により正弦波
状の入力電流となる。

【００２４】このように、動作する結果、入力電流Ｉin
が図３に示すように正弦波であると、電流Ｉａは図４に
示すように包絡線が正弦波に近付き、図５に示すように
ランプ電流ＩL は包絡線がほぼ一定の電流値になり、ク
レストファクタも向上する。

【００２５】なお、図１に示す実施の形態において、コ
ンデンサC3を全波整流回路12の直流出力端子の正極側に
接続しても同様の効果を奏する。

【００２６】次に、他の実施の形態を図６を参照して説
明する。

【００２７】図６は他の実施の形態の放電灯点灯装置を
示す回路図で、この図６に示す実施の形態の放電灯点灯
装置４は、図１に示す実施の形態の放電灯点灯装置４に
おいて、コンデンサC3を全波整流回路12の正極側に接続
し、絶縁トランスTr2 に代えて電圧共振用のインダクタ
L3を接続するとともにバラストチョークL4を接続し、コ
ンデンサC6に代えて短絡することにより電流経路を形成
したものである。

【００２８】そして、基本的な動作は図１に示す実施の
形態と同様である。

【００２９】なお、図１の場合と同様に、コンデンサC3
を全波整流回路12の負極側に接続し、インダクタL3に代
えて絶縁トランスTr2 を接続しても同様の効果を得るこ
とができる。

【００３０】また、他の実施の形態を図７を参照して説
明する。

【００３１】図７はまた他の実施の形態の放電灯点灯装
置を示す回路図で、この図７に示す実施の形態の放電灯
点灯装置４は、図１に示す実施の形態の放電灯点灯装置
４において、コンデンサC6に代えて短絡することにより
電流経路を形成し、蛍光ランプFL1 のフィラメントFL1a
およびフィラメントFL1bを非予熱型とし、この蛍光ラン
プFL1 およびコンデンサC11 の直列回路に対して並列に
放電ランプとしての蛍光ランプFL2 およびコンデンサC1
2 の直列回路を接続したものである。

【００３２】そして、基本的な動作は図１に示す実施の
形態と同様である。

【００３３】なお、コンデンサC3を全波整流回路12の正
極側に接続し、蛍光ランプFL1 ，FL2 をそれぞれ予熱型
とし、あるいは、短絡した電流経路に代えて図１に示す
ようにコンデンサC6を接続しても同様の効果を奏する。

【００３４】さらに、他の実施の形態を図８を参照して
説明する。

【００３５】図８はまた他の実施の形態の放電灯点灯装
置を示す回路図で、この図８に示す実施の形態の放電灯
点灯装置４は、図１に示す実施の形態の放電灯点灯装置
４において、コンデンサC2に代えて、コンデンサC11 、
インダクタL6およびダイオードD6の直列回路を接続し、
インダクタL6およびダイオードD6の接続点と、第１のト
ランジスタQ1および第２のトランジスタQ2の接続点との
間に、ダイオードD7を接続したものである。

【００３６】そして、基本的な動作は図１に示す実施の
形態と同様であるが、第２のトランジスタQ2がオンする
と、コンデンサC11 が充電され、第１のトランジスタQ1
がオンすると放電する降圧チョッパ的な動作を行ない、
高調波を低減して力率を改善しより回路効率を向上させ
る。

【００３７】なお、コンデンサC3を全波整流回路12の正
極側に接続し、蛍光ランプFL1 を複数本にしたり非予熱
型としたり、あるいは、コンデンサC6に代えて短絡して
電流経路を形成するなどしても同様の効果を奏する。

【００３８】このように、動作する結果、入力電流Ｉin
が図９に示すように正弦波であると、電流Ｉａは図１０
に示すように包絡線が正弦波に近付き、図１１に示すよ
うにランプ電流ＩL は包絡線がほぼ一定の電流値にな
り、クレストファクタも向上する。

【００３９】

【発明の効果】請求項１記載の電源装置によれば、交流
電圧を全波整流回路で全波整流し、コンデンサで平滑
し、第１のスイッチング素子および第２のスイッチング
素子を交互にオン、オフさせて負荷に交流を供給し、電
流経路を介して交流を直接負荷および第１のスイッチン
グ素子または第２のスイッチング素子に供給するととも
に、定電流チョークで第１のスイッチング素子および第
２のスイッチング素子に供給する電流を定電流化し、低
電流時にも回路効率が低下することを防止できる。

【００４０】請求項２記載の電源装置によれば、交流電
圧を全波整流回路で全波整流し、第２のスイッチング素
子のオン時にコンデンサを充電し、第１のスイッチング
素子のオン時にコンデンサを放電して高圧チョッパ的に
動作し、第１のスイッチング素子および第２のスイッチ
ング素子を交互にオン、オフさせて負荷に交流を供給
し、電流経路を介して交流を直接負荷および第１のスイ
ッチング素子または第２のスイッチング素子に供給する
とともに、定電流チョークで第１のスイッチング素子お
よび第２のスイッチング素子に供給する電流を定電流化
し、高調波を低減させて、低電流時にも回路効率が低下
することを防止できる。

【００４１】請求項３記載の電源装置によれば、請求項
１または２記載の電源装置に加え、インピーダンスは、
コンデンサであるもので、コンデンサにより回路効率が
低下することを確実に防止できる。

【００４２】請求項４記載の電源装置によれば、請求項
１ないし３いずれか記載の電源装置に加え、電流経路
に、コンデンサが設けられたもので、コンデンサにより
回路効率が低下することを確実に防止できる。

【００４３】請求項５記載の放電灯点灯装置によれば、
負荷はランプである請求項１ないし４いずれか記載の電
源装置を具備したので、それぞれの効果を奏することが
できる。

【００４４】請求項６記載の照明装置は、請求項５記載
の放電灯点灯装置により点灯されるランプが装着される
器具本体とを具備したので、それぞれの効果を奏するこ
とができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施の形態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】同上入力電流Ｉinを示す波形図である。

【図４】同上電流Ｉa を示す波形図である。

【図５】同上ランプ電流ＩL を示す波形図である。

【図６】同上他の実施の形態の放電灯点灯装置を示す回
路図である。

【図７】同上また他の実施の形態の放電灯点灯装置を示
す回路図である。

【図８】同上さらに他の実施の形態の放電灯点灯装置を
示す回路図である。

【図９】同上入力電流Ｉinを示す波形図である。

【図１０】同上電流Ｉa を示す波形図である。

【図１１】同上ランプ電流ＩL を示す波形図である。

【符号の説明】

１器具本体４放電灯点灯装置 12 全波整流回路 16 負荷 C2，C11 コンデンサ C3 インピーダンス素子としてのコンデンサ C6 電流経路となるコンデンサ D6，D7 ダイオード FL1 ，FL2 放電ランプとしての蛍光ランプ L1，L2 定電流チョーク L6 インダクタ Q1 第１のスイッチング素子としての第１のトランジ
スタ Q2 第２のスイッチング素子としての第２のトランジ
スタ

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】交流電圧を整流する全波整流回路と；こ
の全波整流回路の直流出力端子間に接続されたコンデン
サと；このコンデンサに対して並列に接続された第１の
スイッチング素子および第２のスイッチング素子と；こ
れら第１のスイッチング素子および第２のスイッチング
素子の接続点から負荷を介して全波整流回路の直流出力
端子のいずれかに接続されるインピーダンス素子と；こ
のインピーダンス素子および負荷の接続点と全波整流回
路の交流入力端子のいずれかとの間に形成される電流経
路と；第１のスイッチング素子および第２のスイッチン
グ素子にそれぞれ直列に接続され互いに磁気的に結合さ
れた定電流チョークと；を具備したことを特徴とする電
源装置。
【請求項２】交流電圧を整流する全波整流回路と；こ
の全波整流回路の直流出力端子間に接続された第１のス
イッチング素子および第２のスイッチング素子と；これ
ら第１のスイッチング素子および第２のスイッチング素
子の接続点から負荷を介して全波整流回路の直流出力端
子のいずれかに接続されるインピーダンス素子と；この
インピーダンス素子および負荷の接続点と全波整流回路
の交流入力端子のいずれかとの間に形成される電流経路
と；第１のスイッチング素子および第２のスイッチング
素子にそれぞれ直列に接続され互いに磁気的に結合され
た定電流チョークと；第１のスイッチング素子および第
２のスイッチング素子のいずれか一方に対して並列に接
続され前記スイッチング素子の導通方向と逆極性に接続
された複数のダイオードと；これらダイオードのいずれ
かの接続点と第１のスイッチング素子および第２のスイ
ッチング素子のいずれか他方の側の全波整流回路の直流
出力端子との間に接続されたコンデンサおよびチョーク
の直列回路と；を具備したことを特徴とする電源装置。
【請求項３】インピーダンスは、コンデンサであるこ
とを特徴とする請求項１または２記載の電源装置。
【請求項４】電流経路に、コンデンサが設けられたこ
とを特徴とする請求項１ないし３いずれか記載の電源装
置。
【請求項５】負荷は、ランプである請求項１ないし４
いずれか記載の電源装置を具備したことを特徴とする放
電灯点灯装置。
【請求項６】請求項５記載の放電灯点灯装置と；この
放電灯点灯装置により点灯されるランプが装着される器
具本体と；を具備したことを特徴とする照明装置。