JPH1187080A - Power source device - Google Patents

Power source device

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JPH1187080A
JPH1187080A JP24917497A JP24917497A JPH1187080A JP H1187080 A JPH1187080 A JP H1187080A JP 24917497 A JP24917497 A JP 24917497A JP 24917497 A JP24917497 A JP 24917497A JP H1187080 A JPH1187080 A JP H1187080A
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JP
Japan
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voltage
circuit
capacitor
power supply
load
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Application number
JP24917497A
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Japanese (ja)
Inventor
Hiroshi Niihori
博市 新堀
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Panasonic Electric Works Co Ltd
Original Assignee
Matsushita Electric Works Ltd
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To prevent the voltage across both ends of a capacitor from abnormally rising without detecting a condition of a load. SOLUTION: In a stationary mode, switching elements Q3 , Q4 are turned on/off synchronized with the frequency of an AC power source Ei, and switching elements Q1 , Q2 are turned on/off alternately at a high frequency. During this time, the on-period of the switching elements Q1 , Q2 are controlled so as to the voltage across hold both ends of a capacitor Ce to a reference voltage V11 . When the voltage across both ends of the capacitor Ce reaches a comparative voltage V2 higher than the reference voltage V11 , a nonstationary mode is selected by an action mode switching circuit MD, the switching elements Q1 , Q2 are turned on/off synchronized with the frequency of the AC power source Ei, and the switching elements Q3 , Q4 are tuned on/off at a high frequency. At no-load time, a reference voltage V12 higher than the reference voltage V11 and lower than the relative voltage V2 is selected.

Description

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

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、交流電源を入力電
源とする昇圧チョッパ回路を通してコンデンサを充電
し、このコンデンサを電源として負荷に電力を供給する
電源装置に関するものである。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a power supply device for charging a capacitor through a boost chopper circuit using an AC power supply as an input power supply and supplying power to a load using the capacitor as a power supply.

【0002】[0002]

【従来の技術】従来より、図4に示す構成の電源装置が
提案されている。この電源装置は、ブリッジ回路を構成
する4個のスイッチング素子Q1 〜Q4 を備え、ブリッ
ジ回路の各アームをコンデンサCeの両端間に接続して
ある。各スイッチング素子Q1〜Q4 にはそれぞれダイ
オードD1 〜D4 が逆並列に接続される。ここで、逆並
列とは各スイッチング素子Q1 〜Q4 に並列であって各
スイッチング素子Q1 〜Q4 のオン時にスイッチング素
子Q1 〜Q4 を通して電流が流れる向きとは逆向きの電
流を流す極性であることを意味する。また、コンデンサ
Ceの両端間には整流素子である一対のダイオード
5 ,D6 の直列回路が接続される。両ダイオード
5 ,D6 の直列回路はブリッジ回路の各アームを構成
する各一対のスイッチング素子Q1 〜Q4 の直列回路と
逆並列に接続される。ダイオードD1 ,D2の接続点と
ダイオードD5 ,D6 の接続点との間には交流電源Ei
とインダクタL1 との直列回路が接続される。さらに、
ブリッジ回路の各アームを構成する各一対のスイッチン
グ素子Q1 〜Q4 の接続点間(つまり、スイッチング素
子Q1,Q2 の接続点とスイッチング素子Q3 ,Q4
接続点との間)には、負荷回路ZとインダクタL2 との
直列回路が接続される。
2. Description of the Related Art Conventionally, a power supply device having a configuration shown in FIG. 4 has been proposed. This power supply device includes four switching elements Q 1 to Q 4 forming a bridge circuit, and each arm of the bridge circuit is connected between both ends of a capacitor Ce. Each diode D 1 to D 4 in each of the switching elements Q 1 to Q 4 are connected in antiparallel. Here, the reverse current is antiparallel to the switching element Q 1 to Q 4 current flows through the orientation when on of the switching elements Q 1 to Q 4 a parallel to each of the switching elements Q 1 to Q 4 It means that the polarity is flowing. Further, a series circuit of a pair of diodes D 5 and D 6 which are rectifiers is connected between both ends of the capacitor Ce. Both diodes D 5, the series circuit of the D 6 is connected in series circuit with anti-parallel each pair of switching elements Q 1 to Q 4 constituting each arm of the bridge circuit. An AC power source Ei is connected between the connection point of the diodes D 1 and D 2 and the connection point of the diodes D 5 and D 6.
Series circuit of the inductor L 1 is connected to. further,
Between the connection point of each pair of switching elements Q 1 to Q 4 constituting each arm of the bridge circuit (that is, between the connection point of switching elements Q 1 and Q 2 and the connection point of switching elements Q 3 and Q 4 ) , the series circuit of the load circuit Z and the inductor L 2 is connected.

【0003】この電源装置では、定常動作においては各
スイッチング素子Q1 〜Q4 を図5〜図7に示すように
制御する。図5(a)、図6は交流電源Eiにおけるダ
イオードD5 ,D6 の接続点側の一端が正極になる期間
の制御を示し、図5(b)、図7は交流電源Eiの上記
一端が負極になる期間の制御を示している。交流電源E
iの極性が異なる期間の動作は、ブリッジ接続されたス
イッチング素子Q1 〜Q4 の各アームの正極側と負極側
とのスイッチング素子Q1 ,Q2 の動作が入れ代わるだ
けであって、スイッチング素子Q1 とスイッチング素子
2 とを読み替え、スイッチング素子Q3 とスイッチン
グ素子Q4 とを読み替えれば、他の動作はほぼ同様であ
るから、以下では主として図5(a)、図6の制御が行
なわれる期間について動作を説明する。
In this power supply device, in a normal operation, each of the switching elements Q 1 to Q 4 is controlled as shown in FIGS. FIGS. 5A and 6 show the control of the period during which one end of the AC power supply Ei on the connection point side of the diodes D 5 and D 6 is positive, and FIGS. 5B and 7 show the above-mentioned one end of the AC power supply Ei. Indicates the control of the period during which is negative. AC power supply E
The operation during the period when the polarity of i is different is that the operations of the switching elements Q 1 and Q 2 on the positive side and the negative side of each arm of the bridge-connected switching elements Q 1 to Q 4 are interchanged. replaced the Q 1, the switching element Q 2, be read as a switching element Q 3 and the switching element Q 4, since the other operations are substantially similar, mainly Fig. 5 (a) below, the control of FIG. 6 The operation will be described for the period during which the operation is performed.

【0004】この期間におけるスイッチング素子Q1
4 の動作には3状態がある。すなわち、スイッチング
素子Q2 ,Q3 がオンである状態、スイッチング素子Q
1 ,Q3 がオンである状態、すべてのスイッチング素子
1 〜Q4 がオフである状態の3状態があり、これらの
状態が上記順序で繰り返される。いま、定常状態である
ものとすれば、スイッチング素子Q2 ,Q3 がオンであ
る期間P1 には、コンデンサCe→スイッチング素子Q
3 →負荷回路Z→インダクタL2 →スイッチング素子Q
2 →コンデンサCeという経路が形成される。すなわ
ち、負荷回路Zに電流が流れ、かつ交流電源Eiから入
力電流が流れ、インダクタL2 にエネルギが蓄積され
る。また、コンデンサCeの両端電圧が交流電源Eiの
電圧よりも低いときにはダイオードD5 が導通し、交流
電源Ei→ダイオードD5 →スイッチング素子Q3 →負
荷回路Z→インダクタL2 →インダクタL1 →交流電源
Eiの経路で電流が流れる。
In this period, the switching elements Q 1 to Q 1
The operation of the Q 4 there are three state. That is, the state where the switching elements Q 2 and Q 3 are on,
1, the state Q 3 is turned on, all the switching elements Q 1 to Q 4 may have three states of the state is OFF, these states are repeated in the above order. Now, if what is the steady state, the period P 1 switching element Q 2, Q 3 is turned on, the capacitor Ce → switching element Q
3 → Load circuit Z → Inductor L 2 → Switching element Q
2 → A path of capacitor Ce is formed. That is, current flows through the load circuit Z, and the input current from the AC power supply Ei flows, energy is stored in the inductor L 2. Further, when the voltage across the capacitor Ce is lower than the voltage of the AC power supply Ei is conductive and the diode D 5, the AC power supply Ei → diode D 5 → switching element Q 3 → load circuit Z → inductor L 2 → inductor L 1 → AC A current flows through the path of the power supply Ei.

【0005】スイッチング素子Q1 ,Q3 がオンになる
期間P2 では、交流電源Ei→ダイオードD5 →スイッ
チング素子Q1 →インダクタL1 →交流電源Eiの経路
で電流が流れ、インダクタL1 にエネルギが蓄積され
る。また、この期間P2 内ではインダクタL2 →ダイオ
ードD1 →スイッチング素子Q3 →負荷回路Z→インダ
クタL2 の経路も形成され、この経路ではインダクタL
2 の蓄積エネルギが放出される。つまり、期間P1 ,P
2 では、コンデンサCeを電源としてコンデンサCeの
両端電圧よりも低い電圧を負荷回路Zに印加する降圧チ
ョッパ回路(第2のチョッパ回路)として動作すること
になる。
[0005] In period P 2 switching elements Q 1, Q 3 is turned on, current flows through a route of the alternating-current power supply Ei → diode D 5 → the switching element Q 1 → inductor L 1 → AC power supply Ei, the inductor L 1 Energy is stored. The route of the period P Within second inductor L 2 → diode D 1 → switching element Q 3 → load circuit Z → inductor L 2 may be formed, by this route inductor L
2 stored energy is released. That is, the periods P 1 , P
In (2) , the capacitor Ce operates as a power supply to operate as a step-down chopper circuit (second chopper circuit) for applying a voltage lower than the voltage across the capacitor Ce to the load circuit Z.

【0006】すべてのスイッチング素子Q1 〜Q4 がオ
フになる期間P3 には、交流電源Ei→ダイオードD5
→コンデンサCe→ダイオードD2 →インダクタL1
交流電源Eiの経路と、交流電源Ei→ダイオードD5
→コンデンサCe→ダイオードD4 →負荷回路Z→イン
ダクタL2 →インダクタL1 →交流電源Eiの経路とが
形成され、この経路でインダクタL1 ,L2 の蓄積エネ
ルギが放出されてインダクタL1 ,L2 の両端に発生す
る電圧と交流電源Eiの電圧との加算電圧がコンデンサ
Ceに印加される。つまり、この電源回路は、交流電源
Eiを電源としてコンデンサCeの両端電圧を昇圧する
昇圧チョッパ回路(第1のチョッパ回路)としても動作
する。
[0006] all periods P 3 when the switching elements Q 1 to Q 4 is turned off, the AC power supply Ei → diode D 5
→ Capacitor Ce → Diode D 2 → Inductor L 1
The path of the AC power supply Ei and the AC power supply Ei → diode D 5
→ a path of the capacitor Ce → diode D 4 → load circuit Z → inductor L 2 → inductor L 1 → AC power supply Ei is formed, the inductor L 1 accumulated energy of the inductor L 1, L 2 by this route is released, added voltage between the voltage and the voltage of the AC power source Ei developed across the L 2 is applied to the capacitor Ce. That is, this power supply circuit also operates as a boost chopper circuit (first chopper circuit) that boosts the voltage between both ends of the capacitor Ce using the AC power supply Ei as a power supply.

【0007】上述のように、期間P1 には主としてコン
デンサCeが放電され、期間P2 には主として交流電源
EiによりインダクタL1 にエネルギを蓄積し、期間P
3 には交流電源Eiの電圧よりも高い電圧になるように
コンデンサCeが充電される。このようにして、ほぼ全
期間P1 〜P3 にわたって交流電源Eiからの入力電流
が流れて入力電流歪の増加を防止することができる。ま
た、負荷回路Zには交流電源Eiの電圧周期に同期した
矩形波状の電圧が印加される。上述の動作から明らかな
ように、期間P2 におけるスイッチング素子Q1 のオン
期間を調節すれば、交流電源iからの入力電流量を制御
することができる。ここに、交流電源Eiは図示してい
ない高周波阻止用のフィルタを介して供給され、電源ラ
インへの高周波ノイズの混入が防止される。また、上述
のように昇圧チョッパ回路として動作することによって
入力電流歪の増加が抑制されているのであるが、上述し
た降圧チョッパ回路としての動作によりコンデンサCe
の両端電圧を降圧して負荷回路Zに印加するから負荷回
路Zへの印加電圧を適正値に下げることが可能になって
いる。
[0007] As described above, mainly the capacitor Ce is discharged to the period P 1, and storing energy in the inductor L 1 by mainly AC power source Ei is the period P 2, the period P
3 is charged with the capacitor Ce so as to have a voltage higher than the voltage of the AC power supply Ei. In this way, it is possible to prevent an increase in input current distortion input current from the AC power supply Ei flow over the entire period P 1 to P 3 substantially. Further, a rectangular wave voltage synchronized with the voltage cycle of the AC power supply Ei is applied to the load circuit Z. As apparent from the above operation, by adjusting the on-period of the switching element Q 1 in the period P 2, it is possible to control the input current amount from the AC power source i. Here, the AC power supply Ei is supplied through a high-frequency blocking filter (not shown) to prevent high-frequency noise from being mixed into the power supply line. Further, the increase in the input current distortion is suppressed by operating as the step-up chopper circuit as described above, but the capacitor Ce is operated by the operation as the step-down chopper circuit described above.
, The voltage applied to the load circuit Z can be reduced to an appropriate value.

【0008】上述の説明から明らかなように、この電源
装置の入力電流は主として期間P2で制御することがで
きるから、図8に破線で示すように期間P2 の長さを調
節すれば入力電力をある程度制御することが可能である
(図8(a)は交流電源Eiの上記一端が正極である期
間、図8(b)は交流電源Eiの上記一端が負極である
期間を示している)。つまり、負荷回路Zの定格動作時
に合わせて設計しておけば、期間P2 を調節することに
よってコンデンサCeの両端電圧を適正値に保つことが
できる。
[0008] As apparent from the above description, since the input current of the power supply device can be controlled mainly by the period P 2, the input by adjusting the length of the period P 2 as indicated by a broken line in FIG. 8 The power can be controlled to some extent (FIG. 8A shows a period in which the one end of the AC power supply Ei is a positive electrode, and FIG. 8B shows a period in which the one end of the AC power supply Ei is a negative electrode. ). That is, if designed in accordance with the time of the rated operation of the load circuit Z, can be maintained at an appropriate value to the voltage across the capacitor Ce by adjusting the period P 2.

【0009】ところで、負荷回路Zとして動作状態に応
じて印加電圧の変化が必要なものを用いるときには、負
荷回路Zの動作状態に合わせてコンデンサCeの両端電
圧を変化させる必要がある。たとえば、負荷回路Zが高
圧放電灯を含むものとすれば始動前にはコンデンサCe
の両端電圧を定格点灯時よりも高くすることにより負荷
回路Zに印加される電圧を上昇させて始動しやすくする
のである。そこで、負荷回路Zが高圧放電灯を含むとき
には図9に示すような回路でスイッチング素子Q1 〜Q
4 を制御することが考えられる。
When the load circuit Z needs to change the applied voltage according to the operation state, it is necessary to change the voltage across the capacitor Ce in accordance with the operation state of the load circuit Z. For example, if the load circuit Z includes a high-pressure discharge lamp, the capacitor Ce is used before starting.
The voltage applied to the load circuit Z is increased by making the voltage between both ends higher than that at the time of rated lighting, thereby facilitating starting. Therefore, when the load circuit Z includes a high-pressure discharge lamp, the switching elements Q 1 to Q
It is possible to control four .

【0010】この回路は、高圧放電灯である放電灯La
とコンデンサC2 との並列回路を負荷回路Zとしてい
る。また、極性検出回路PDにより交流電源Eiの電圧
極性を検出し、検出した交流電源Eiの極性に応じて極
性切換回路PCによりスイッチング素子Q1 〜Q4 の制
御手順を切り換えるように構成されている。コンデンサ
Ceの両端電圧は電圧検出回路Vsにより検出され、検
出された電圧はエラーアンプEAにおいて基準電圧
11,V12との差が求められ、その差に応じて制御回路
CNでは期間P2 の長さを調節するようにスイッチング
素子Q1 ,Q2 を制御し、コンデンサCeの両端電圧が
基準電圧V11,V12に保たれる。ここに、期間P2 の長
さは第2タイミング発生回路T2 に設けたPWM回路P
MによってPWM制御される。つまり、電圧検出回路V
sで検出した電圧と基準電圧V11,V12との差に応じた
パルス幅の信号がスイッチング素子Q1 〜Q4 に与えら
れる。基準電圧V11,V12は2段階に設定され、切換ス
イッチSW1 により選択される。切換スイッチSW1
放電灯Laの点灯・不点灯に応じて負荷検出手段である
点灯判別回路LDにより切り換えられる。つまり、点灯
判別回路LDは放電灯Laの両端電圧を検出することに
より、検出電圧が規定値Vxよりも高いときには不点
灯、規定値Vx以下であれば点灯と判断し、図10に示
すように、不点灯時(放電灯Laの両端電圧が高いと
き)には高いほうの基準電圧V12を選択するように切換
スイッチSW1 を切り換える。
This circuit includes a discharge lamp La which is a high pressure discharge lamp.
And a parallel circuit of a capacitor C 2 to a load circuit Z and. Also detects the voltage polarity of the AC power supply Ei by polarity detector circuit PD, and is configured to switch the control procedure of the switching elements Q 1 to Q 4 according to the polarity switching circuit PC in accordance with the polarity of the detected AC power supply Ei . The voltage across the capacitor Ce is detected by the voltage detection circuit Vs, the detected voltage is sought is the difference between the reference voltage V 11, V 12 in the error amplifier EA, a control circuit CN in the period P 2 in accordance with the difference The switching elements Q 1 and Q 2 are controlled to adjust the length, and the voltage across the capacitor Ce is maintained at the reference voltages V 11 and V 12 . Here, the length of the period P 2 is PWM circuit P provided in the second timing generating circuit T 2
PWM control is performed by M. That is, the voltage detection circuit V
signal having a pulse width corresponding to the difference between the voltage and the reference voltage V 11, V 12 detected by the s is given to the switching element Q 1 to Q 4. Reference voltage V 11, V 12 is set to 2 stages, it is selected by the changeover switch SW 1. Changeover switch SW 1 is switched by the lighting discrimination circuit LD is load detecting means according to the lighting and non-lighting of the discharge lamp La. That is, by detecting the voltage between both ends of the discharge lamp La, the lighting determination circuit LD determines that the light is not lit when the detected voltage is higher than the specified value Vx, and determines that the light is lit if the detected voltage is equal to or less than the specified value Vx, as shown in FIG. , when not illuminated (when the voltage across the discharge lamp La is high) switches the changeover switch SW 1 so as to select the reference voltage V 12 of the higher.

【0011】また、上述の説明から明らかなように、期
間P1 においてコンデンサCeの両端が負荷回路Zに印
加されるから、期間P1 を定常動作時よりも長くすれば
コンデンサCeの両端電圧を負荷回路Zに印加する期間
が長くなって放電灯Laの始動がより容易になる。そこ
で、制御回路CNにおいて期間P1 を制御するために第
1タイミング発生回路T1 に与える基準電圧V31,V32
も点灯判別回路LDの出力によって切換スイッチSW2
で切り換えている。ここに、図11に示すように、放電
灯Laの点灯時と不点灯時とでは期間P1 〜P3 の繰り
返し周期は変化させず、期間P1 ,P2 の長さのみを変
化させている(図11(a)は点灯時、図11(b)は
不点灯時の動作を示す)。
[0011] As apparent from the above description, since both ends of the capacitor Ce is applied to the load circuit Z during the period P 1, the voltage across the capacitor Ce if the period P 1 longer than during normal operation The period of application to the load circuit Z is lengthened, and starting the discharge lamp La becomes easier. Therefore, in order to control the period P 1 in the control circuit CN, the reference voltages V 31 and V 32 applied to the first timing generation circuit T 1
Switch SW 2 according to the output of the lighting determination circuit LD.
Is switched with. Here, as shown in FIG. 11, the repetition period of the discharge lamp period P 1 to P 3 is lit for La and the time of non-lighting is not changed, by changing only the length of the period P 1, P 2 (FIG. 11A shows the operation at the time of lighting, and FIG. 11B shows the operation at the time of non-lighting).

【0012】[0012]

【発明が解決しようとする課題】ところで、上述した回
路構成では放電灯Laが点灯か不点灯かに応じて期間P
1 ,P2 を変化させているから点灯判別回路LDが必要
になっている。このような点灯判別回路LDでは、上述
のように放電灯Laの両端電圧を検出するか、あるいは
放電灯Laの通過電流を検出する構成になっている。ま
た、点灯判別回路LDでは短時間に生じる電圧や電流の
変動に応答しないようにフィルタ回路(ローパスフィル
タ)を設けてある。このようなフィルタ回路を設ける
と、瞬時的な変動に応答せず点灯・不点灯の判別が確実
に行なえるようになるものの、電圧や電流の変動が生じ
てから判定結果が得られるまでに時間遅れが生じること
になる。つまり、負荷回路Zの動作状態の変化が生じた
後に判定結果が得られるまでに遅延が生じる。
By the way, the above-mentioned circuit
In the road configuration, the period P depends on whether the discharge lamp La is on or off.
1, PTwoChange, the lighting discrimination circuit LD is required
It has become. In such a lighting determination circuit LD,
The voltage between both ends of the discharge lamp La is detected as in
The configuration is such that the passing current of the discharge lamp La is detected. Ma
In addition, in the lighting determination circuit LD, the voltage or current generated in a short time is
Filter circuit (low-pass filter)
Data). Providing such a filter circuit
It is possible to distinguish between lighting and non-lighting without responding to instantaneous fluctuations
Voltage or current fluctuations
Time delay from the time when the judgment result is obtained
become. That is, the operation state of the load circuit Z has changed.
There will be a delay before the determination result is obtained later.

【0013】一方、上述の回路構成での負荷回路Zであ
る放電灯Laはインピーダンスが変化するものであり、
不点灯時にはインピーダンスが大きいが始動直後にイン
ピーダンスが急激に小さくなる。放電灯Laが不点灯で
あるときには、上述のように期間P1 が定常動作時(定
格点灯時)よりも長く、コンデンサCeの両端電圧が定
常動作時よりも高い電圧V12に保たれるように期間P2
が制御されるから、図12ののような動作特性になっ
ている。また、定常動作時にはコンデンサCeの両端電
圧が電圧V11に保たれるように期間P2 が制御されるか
ら、図12ののような動作特性になる。
On the other hand, the discharge lamp La, which is the load circuit Z having the above-described circuit configuration, has a variable impedance.
When the lamp is not lit, the impedance is large, but immediately after starting, the impedance rapidly decreases. When the discharge lamp La is not lit, the period P 1 is the steady operation as described above (at rated lighting) longer than, so that the voltage across the capacitor Ce is kept at a high voltage V 12 than during steady operation Period P 2
Is controlled, the operation characteristics are as shown in FIG. Further, the voltage across the capacitor Ce at the time of steady state operation from time P 2 is controlled to be kept at the voltage V 11, made on the operating characteristics, such as in Figure 12.

【0014】しかして、放電灯Laが点灯した直後では
点灯判別回路LDの出力は不点灯を示しているから、図
12のの動作特性のままで負荷回路Zのインピーダン
スは急に小さくなり、たとえばZ1 になるから、定常動
作であればコンデンサCeの両端電圧はVaであるにも
かかわらず、コンデンサCeの両端電圧が電圧Vaより
もかなり高いVbまで上昇することになる。また、イン
ピーダンスの急な低下によって負荷回路Zに流れる電流
が急激に増加する。つまり、コンデンサCeおよびスイ
ッチング素子Q1 〜Q4 に大きなストレスがかかるので
あって、高耐圧、高容量の部品が必要になって高価かつ
大型化につながるという問題がある。
However, immediately after the discharge lamp La is turned on, the output of the lighting discriminating circuit LD indicates that the lamp is not turned on. Therefore, the impedance of the load circuit Z suddenly decreases with the operating characteristics shown in FIG. since it becomes Z 1, even though the voltage across the capacitor Ce is Va if steady operation, so that the voltage across the capacitor Ce is increased to considerably higher Vb than the voltage Va. In addition, the current flowing through the load circuit Z rapidly increases due to the sudden decrease in the impedance. In other words, there is the great stress to the capacitor Ce and the switching element Q 1 to Q 4 is applied, a high breakdown voltage, there is a problem that leads to expensive and large become necessary component of a high capacity.

【0015】また、点灯中に放電灯Laのインピーダン
スがZ1 のように低い状態で立ち消えしたとすると、こ
のときには図12のの動作特性で動作しており、低い
ほうの基準電圧V11が選択されているから、再始動のた
めに高いほうの基準電圧V12に変更する必要があるが、
放電灯Laの立ち消えから点灯判別回路LDの出力が不
点灯を示すまでに時間遅れがあるから、高いほうの基準
電圧V12に切り換えられるまでに時間遅れがあり再始動
が遅れるという問題がある。
Further, when the impedance of the discharge lamp La during lighting is to have lighting failure in a low state as Z 1, in this case is operating in the operating characteristics of the FIG. 12, lower towards the reference voltage V 11 is selected from being, it is necessary to change the reference voltage V 12 of the higher for restarting,
Since the output of the discharge lamp lighting determination circuit from going out of La LD there is a time delay until they show unlit, there is a problem that there is a time delay before is switched to the higher reference voltage V 12 of restarting is delayed.

【0016】本発明は上記事由に鑑みて為されたもので
あり、その目的は、負荷として動作中に印加電圧やイン
ピーダンスの変化するものを用いたときに、その変化を
スイッチング素子の制御にただちに反映させることがで
きるようにして、検出の遅延による不都合を回避するこ
とができる電源装置を提供することにある。
The present invention has been made in view of the above circumstances, and has as its object to use, when a load whose impedance or applied voltage changes during operation is used, the change is immediately used for controlling the switching element. It is an object of the present invention to provide a power supply device capable of reflecting the information and avoiding inconvenience due to a delay in detection.

【0017】[0017]

【課題を解決するための手段】請求項1の発明は、交流
電源の両端間に整流素子を介して接続された第1のスイ
ッチング素子および第1のインダクタの直列回路を含み
第1のスイッチング素子を交流電源の周波数よりも高周
波でオンオフさせることにより第1のインダクタの蓄積
エネルギを用いて交流電源の電圧を昇圧してコンデンサ
を充電する第1のチョッパ回路と、前記コンデンサの両
端間に接続した第2のスイッチング素子と第2のインダ
クタと負荷回路との直列回路を含み第2のスイッチング
素子を交流電源の周波数よりも高周波でオンオフさせる
ことにより前記コンデンサの両端電圧を降圧して負荷回
路に印加する第2のチョッパ回路と、交流電源の両端間
に前記整流素子を介して接続された第3のスイッチング
素子と第1および第2のインダクタと前記負荷回路との
直列回路を含み第3のスイッチング素子を交流電源の周
波数よりも高周波でオンオフさせることにより第1およ
び第2のインダクタの蓄積エネルギを用いてコンデンサ
を充電する第3のチョッパ回路と、前記コンデンサの両
端電圧を規定の比較電圧と比較するコンパレータと、前
記コンデンサの両端電圧が規定の比較電圧未満では第1
のチョッパ回路を動作させる定常モードを選択し比較電
圧以上では第3のチョッパ回路を動作させる非定常モー
ドを選択する動作モード切換回路と、定常モードが選択
されているときに前記コンデンサの両端電圧と前記比較
電圧よりも低く設定されている基準電圧との差を小さく
するように交流電源から第1または第2のスイッチング
素子を通して第1のインダクタにエネルギを蓄積する期
間を調節する定常モード制御回路と、負荷回路の有無を
検出する負荷検出手段とを備え、前記基準電圧を2段階
設けるとともに、無負荷時には高いほうの基準電圧を選
択するものである。この構成によれば、コンデンサの両
端電圧の変化に基づいて定常モードと非定常モードとを
切り換えているから、動作中に印加電圧やインピーダン
スの変化する放電灯のような負荷を用いたとしても、そ
の動作の変化がコンデンサの両端電圧に影響を与える程
度の変化であればスイッチング素子の制御状態をただち
に変化させて対応することが可能になり、負荷の動作状
態を検出しなくともコンデンサの両端電圧の上昇などの
不都合を防止することができる。しかも、負荷が放電灯
である場合などで立ち消えが生じても、コンデンサの両
端電圧に対する基準電圧がただちに切り換わるから再始
動が容易になる。
According to a first aspect of the present invention, there is provided a first switching element including a series circuit of a first switching element and a first inductor connected between both ends of an AC power supply via a rectifying element. And a first chopper circuit for charging a capacitor by boosting the voltage of the AC power supply by using the stored energy of the first inductor by turning on and off at a frequency higher than the frequency of the AC power supply, and connected between both ends of the capacitor. A second switching element, which includes a series circuit of a second switching element, a second inductor, and a load circuit, is turned on and off at a frequency higher than the frequency of the AC power supply to reduce the voltage across the capacitor and apply the voltage to the load circuit. A second chopper circuit, and a third switching element connected between both ends of the AC power supply via the rectifying element. A third switching element including a series circuit of the second inductor and the load circuit, and turning on and off the third switching element at a frequency higher than the frequency of the AC power supply to charge the capacitor using the energy stored in the first and second inductors; A chopper circuit, a comparator for comparing the voltage between both ends of the capacitor with a prescribed comparison voltage, and a first circuit when the voltage across the capacitor is less than a prescribed comparison voltage.
An operation mode switching circuit for selecting a non-stationary mode for operating the third chopper circuit when the normal mode is selected for operating the chopper circuit and for operating the third chopper circuit at a voltage higher than the comparison voltage, and a voltage between both ends of the capacitor when the normal mode is selected. A steady mode control circuit that adjusts a period for storing energy in the first inductor from the AC power supply through the first or second switching element so as to reduce a difference from a reference voltage set lower than the comparison voltage; Load detecting means for detecting the presence or absence of a load circuit, providing the reference voltage in two stages, and selecting a higher reference voltage when there is no load. According to this configuration, since the switching between the steady mode and the non-steady mode is performed based on the change in the voltage across the capacitor, even when a load such as a discharge lamp whose applied voltage or impedance changes during operation is used. If the change in the operation affects the voltage across the capacitor, it is possible to respond by changing the control state of the switching element immediately without detecting the operation state of the load. Inconveniences, such as a rise in the number, can be prevented. Moreover, even if the load goes out when the load is a discharge lamp or the like, the reference voltage with respect to the voltage between both ends of the capacitor is immediately switched, so that the restart is facilitated.

【0018】請求項2の発明は、ブリッジ回路を構成す
る第1ないし第4のスイッチング素子と、各スイッチン
グ素子にそれぞれ逆並列に接続された第1ないし第4の
ダイオードと、第1および第2のスイッチング素子の直
列回路と第3および第4のスイッチング素子の直列回路
とが両端間に接続されたコンデンサと、第1および第2
のダイオードの直列回路に並列接続された第5および第
6のダイオードの直列回路と、第1および第2のダイオ
ードの接続点と第5および第6のダイオードの接続点と
の間に接続された交流電源と第1のインダクタとの直列
回路と、第1および第2のスイッチング素子の接続点と
第3および第4のスイッチング素子の接続点との間に接
続された負荷回路と第2のインダクタとの直列回路と、
前記コンデンサの両端電圧を規定の比較電圧と比較する
コンパレータと、前記コンデンサの両端電圧が規定の比
較電圧未満では第1および第2のスイッチング素子を交
流電源の周波数よりも高周波でオンオフさせ第3および
第4のスイッチング素子を交流電源の周波数でオンオフ
させる定常モードを選択し、前記コンデンサの両端電圧
が規定の比較電圧以上では第1および第2のスイッチン
グ素子を交流電源の周波数でオンオフさせ第3および第
4のスイッチング素子を交流電源の周波数よりも高周波
でオンオフさせる非定常モードを選択する動作モード切
換回路と、定常モードが選択されているときに前記コン
デンサの両端電圧と前記比較電圧よりも低く設定されて
いる基準電圧との差を小さくするように交流電源から第
1または第2のスイッチング素子を通して第1のインダ
クタにエネルギを蓄積する期間を調節する定常モード制
御回路と、前記負荷回路の有無を検出する負荷検出手段
とを備え、前記基準電圧を2段階設けるとともに、無負
荷時には高いほうの基準電圧を選択するものである。こ
の構成によれば、コンデンサの両端電圧の変化に基づい
て定常モードと非定常モードとを切り換えているから、
動作中に印加電圧やインピーダンスの変化する放電灯の
ような負荷を用いたとしても、その動作の変化がコンデ
ンサの両端電圧に影響を与える程度の変化であればスイ
ッチング素子の制御状態をただちに変化させて対応する
ことが可能になり、負荷の動作状態を検出しなくともコ
ンデンサの両端電圧の上昇などの不都合を防止すること
ができる。しかも、負荷が放電灯である場合などで立ち
消えが生じても、コンデンサの両端電圧に対する基準電
圧がただちに切り換わるから再始動が容易になる。
According to a second aspect of the present invention, there are provided first to fourth switching elements constituting a bridge circuit, first to fourth diodes respectively connected in anti-parallel to each switching element, and first and second switching elements. A capacitor in which a series circuit of the switching element and a series circuit of the third and fourth switching elements are connected between both ends;
And a series circuit of fifth and sixth diodes connected in parallel to the series circuit of the first and second diodes, and a connection point between the connection point of the first and second diodes and the connection point of the fifth and sixth diodes. A series circuit of an AC power supply and a first inductor; a load circuit connected between a connection point of the first and second switching elements and a connection point of the third and fourth switching elements; and a second inductor And a series circuit with
A comparator for comparing the voltage between both ends of the capacitor with a prescribed comparison voltage, and a third and fourth circuit for turning on and off the first and second switching elements at a frequency higher than the frequency of the AC power supply when the voltage between both ends of the capacitor is less than the prescribed comparison voltage. A steady mode in which the fourth switching element is turned on and off at the frequency of the AC power supply is selected, and when the voltage across the capacitor is equal to or higher than a specified comparison voltage, the first and second switching elements are turned on and off at the frequency of the AC power supply. An operation mode switching circuit for selecting a non-stationary mode in which the fourth switching element is turned on and off at a frequency higher than the frequency of the AC power supply, and a voltage lower than the voltage across the capacitor and the comparison voltage when the steady mode is selected. The first or second switch from the AC power supply so as to reduce the difference from the reference voltage. A steady mode control circuit that adjusts a period during which energy is stored in the first inductor through the switching element; and a load detection unit that detects the presence or absence of the load circuit. The reference voltage is provided in two stages, and is high when there is no load. The other reference voltage is selected. According to this configuration, the mode is switched between the steady mode and the non-steady mode based on the change in the voltage across the capacitor.
Even if a load such as a discharge lamp whose applied voltage or impedance changes during operation is used, if the change in operation affects the voltage across the capacitor, the control state of the switching element is immediately changed. Thus, inconveniences such as an increase in the voltage across the capacitor can be prevented without detecting the operation state of the load. Moreover, even if the load goes out when the load is a discharge lamp or the like, the reference voltage with respect to the voltage between both ends of the capacitor is immediately switched, so that the restart is facilitated.

【0019】請求項3の発明は、請求項2の発明におい
て、前記負荷回路と第2のインダクタとの直列回路を介
して前記コンデンサの両端間に直列接続される各一対の
スイッチング素子を同時にオンにする期間が、無負荷時
に定常動作時よりも長くなるように設定されているもの
である。この構成によれば、始動時に定常動作時よりも
高電圧を印加することが必要な放電灯のような負荷を用
いるときに、始動前の無負荷状態でコンデンサから負荷
に電圧を印加する期間が定常動作時よりも長くなるか
ら、放電灯の始動性を向上させることができる。
According to a third aspect of the present invention, in the second aspect of the present invention, a pair of switching elements connected in series between both ends of the capacitor via a series circuit of the load circuit and the second inductor are simultaneously turned on. Is set to be longer at the time of no load than at the time of the steady operation. According to this configuration, when a load such as a discharge lamp that needs to apply a higher voltage than at the time of steady operation is used at the time of starting, a period in which a voltage is applied from the capacitor to the load in a no-load state before starting is used. Since the length is longer than in the normal operation, the startability of the discharge lamp can be improved.

【0020】請求項4の発明は、請求項1ないし請求項
3の発明において、前記負荷回路が放電灯を含むもので
あって、望ましい実施態様である。
A fourth aspect of the present invention is a preferred embodiment in which the load circuit includes a discharge lamp in the first to third aspects of the present invention.

【0021】[0021]

【発明の実施の形態】BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION

(実施形態1)本実施形態は、図1に示すように、定常
動作時にスイッチング素子Q1 〜Q4を制御する定常制
御回路AT(図9の構成における制御回路CNに相当す
る)とは別に、定常動作時とは異なる手順でスイッチン
グ素子Q1 〜Q4 をオンオフさせる非定常制御回路BT
を設けているものである。また、定常制御回路ATと非
定常制御回路BTとのどちらでスイッチング素子Q1
4 を制御するかは、コンデンサCeの両端電圧に基づ
いて動作モード切換回路MDで選択するようになってい
る。他の基本的な構成は図9に示した構成と同様であっ
て、同機能の部材には同符号を付してある。
(Embodiment 1) This embodiment, as shown in FIG. 1, (corresponding to control circuit CN in the configuration of FIG. 9) stationary control circuit AT for controlling the switching element Q 1 to Q 4 during steady operation Separately , A non-stationary control circuit BT for turning on and off the switching elements Q 1 to Q 4 in a procedure different from that in the normal operation
Is provided. In addition, the switching elements Q 1 to Q 1 in either the steady control circuit AT or the non-steady control circuit BT.
Or controlling the Q 4 are adapted to select the operating mode switching circuit MD based on the voltage across the capacitor Ce. The other basic configuration is the same as the configuration shown in FIG. 9, and members having the same functions are denoted by the same reference numerals.

【0022】商用電源である交流電源Ei、スイッチン
グ素子Q1 〜Q4 、コンデンサCe、インダクタL1
2 、ダイオードD1 〜D6 の接続関係は図9に示した
構成とほぼ同様である。また、負荷回路Zとしては放電
灯LaとコンデンサC2 との並列回路を接続してあり、
コンデンサC2 はインダクタL2 とともに共振回路を構
成している。さらに、スイッチング素子Q1 〜Q4 には
MOSFETを用いており、ダイオードD1 〜D4 には
MOSFETの寄生ダイオードを流用している。これら
の点も図9に示した構成と同様である。図9に示した構
成と同様に、本実施形態でも、スイッチング素子Q1
4 が極性切換回路PCにより制御され、極性切換回路
PCが交流電源Eiの極性を検出する極性検出回路PD
の出力に応じて制御手順を切り換えている。
An AC power supply Ei, which is a commercial power supply, switching elements Q 1 to Q 4 , a capacitor Ce, an inductor L 1 ,
The connection relationship between L 2 and diodes D 1 to D 6 is substantially the same as the configuration shown in FIG. As the load circuit Z be connected to one parallel circuit of a discharge lamp La and the capacitor C 2,
Capacitor C 2 constitute a resonance circuit together with the inductor L 2. Further, the switching element Q 1 to Q 4 uses a MOSFET, the diode D 1 to D 4 are diverted parasitic diode of the MOSFET. These points are also similar to the configuration shown in FIG. Similarly to the configuration shown in FIG. 9, in the present embodiment, the switching elements Q 1 to Q 1
Q 4 is controlled by the polarity switching circuit PC, the polarity detection circuit polarity switching circuit PC detects the polarity of the AC power supply Ei PD
The control procedure is switched according to the output of.

【0023】ところで、上述したように、本実施形態で
は定常制御回路ATと、非定常制御回路BTとが設けら
れる。定常制御回路ATと非定常制御回路BTとの出力
のうちどちらを採用するかは、動作モード切換回路MD
によって選択される。動作モード切換回路MDによる切
換のタイミングについては後述する。定格動作時(定常
動作時)にはコンデンサCeの両端電圧を一定に保つよ
うに期間P2 を変化させるのであって、図9に示した構
成と同様に、コンデンサCeの両端電圧を検出する電圧
検出回路Vsを設け、電圧検出回路Vsにより検出した
コンデンサCeの両端電圧Vceと基準電圧V11,V12
との差をエラーアンプEAによって求め、エラーアンプ
EAの出力に応じて定常制御回路ATへの入力電圧を変
化させて期間P2 を制御する。すなわち、コンデンサC
eの両端電圧VceがエラーアンプEAに設定された基
準電圧V11,V12よりも低ければ期間P 2 を長くし、両
端電圧Vceが基準電圧V11,V12よりも高ければ期間
2 を短くするのであり、この動作によりコンデンサC
eの両端電圧Vceを一定に保つのである。
By the way, as described above, in this embodiment,
Has a stationary control circuit AT and an unsteady control circuit BT.
It is. Output of steady control circuit AT and unsteady control circuit BT
The operation mode switching circuit MD
Selected by. Off by operation mode switching circuit MD
The switching timing will be described later. During rated operation (steady state
During operation), keep the voltage across the capacitor Ce constant.
Sea urchin period PTwoIs changed, and the structure shown in FIG. 9 is changed.
The voltage for detecting the voltage across the capacitor Ce in the same manner as
A detection circuit Vs is provided, and the detection is performed by the voltage detection circuit Vs.
The voltage Vce across the capacitor Ce and the reference voltage V11, V12
Is determined by the error amplifier EA.
The input voltage to the steady control circuit AT is changed according to the output of the EA.
Period PTwoControl. That is, the capacitor C
The voltage Vce across the terminal e is set to the error amplifier EA.
Reference voltage V11, V12If lower than period P TwoLonger, both
The terminal voltage Vce is equal to the reference voltage V11, V12If higher than period
PTwoIs shortened, and this operation makes the capacitor C
The voltage Vce across e is kept constant.

【0024】一方、非定常制御回路BTでは期間P2
固定的に設定されている。また、定常制御回路ATおよ
び非定常制御回路BTにおける期間P1 は同じ長さで一
定に保たれる。ところで、モード切換回路MDは、電圧
検出回路Vsにより検出したコンデンサCeの両端電圧
Vceと比較電圧V2 (>V11,V12)との大小関係を
比較するコンパレータCP1 の出力により制御され、コ
ンデンサCeの両端電圧Vceが比較電圧V2 よりも低
い期間には定常モード、高い期間には非定常モードを選
択するようにモード切換回路MDを制御する。ここにお
いて、比較電圧V2 を基準電圧V11,V12よりも高く設
定しているのは、比較電圧V2 は定常動作時と非定常動
作時との切換時点を決める電圧であり、基準電圧V11
12は定常動作時の範囲内での制御の基準値を決めるか
らである。
On the other hand, in the non-stationary control circuit BT, the period P 2 is fixedly set. A period P 1 in the stationary control circuit AT and unsteady control circuit BT is kept constant at the same length. Incidentally, the mode switching circuit MD is controlled by the output of the comparator CP 1 for comparing the magnitude relation between the voltage across Vce with the comparison voltage V 2 of capacitor Ce detected by the voltage detection circuit Vs (> V 11, V 12 ), voltage across Vce of the capacitor Ce is the steady mode to a lower period than the comparison voltage V 2, the high period to control the mode switching circuit MD to select the non-stationary mode. Here, the reason the comparison voltage V 2 is set higher than the reference voltage V 11, V 12, the comparison voltage V 2 is the voltage that determines the switching point of the unsteady behavior and the steady operation, the reference voltage V 11 ,
V 12 is because determining the reference value of the control within a range of steady state operation.

【0025】上述の構成により、コンデンサCeの両端
電圧Vceは、図2に示すように変化する。すなわち、
コンデンサCeの両端電圧Vceは、放電灯Laの定格
動作時のインピーダンスの近傍においては一定(すなわ
ち基準電圧V11)に保たれており、インピーダンスが小
さくなるほど両端電圧Vceが上昇する(図2の)。
With the above configuration, the voltage Vce across the capacitor Ce changes as shown in FIG. That is,
The voltage Vce across the capacitor Ce is kept constant (that is, the reference voltage V 11 ) near the impedance of the discharge lamp La at the time of rated operation, and the smaller the impedance, the higher the voltage Vce between both ends (FIG. 2). .

【0026】また、放電灯Laの始動前のように放電灯
Laが不点灯であると基準電圧V12が選択されるから
(図2の)、インピーダンスが大きい領域ではコンデ
ンサCeの両端電圧VceはV12で一定に保たれ、イン
ピーダンスが小さくなるとコンデンサCeの両端電圧V
ceはV12よりも上昇することになる。放電灯Laのイ
ンピーダンスがさらに小さくなってコンデンサCeの両
端電圧Vceが比較電圧V2 に達すると、定常動作から
非定常動作に移行する(図2の)。本実施形態では、
定常動作と非定常動作とで期間P1 を等しく設定してい
るから、定常動作から非定常動作に移行した時点のコン
デンサCeの両端電圧Vce(=V2 )は、非定常動作
で得られる電圧よりも高くなりコンデンサCeの両端電
圧Vceが下がることになる。したがって、比較電圧V
2 よりもコンデンサCeの両端電圧Vceが下がろうと
し、再び定常モードに戻ってコンデンサCeの両端電圧
Vceが再び上昇しようとする。このように、定常動作
と非定常動作とが交互に繰り返されることによってコン
デンサCeの両端電圧Vceが比較電圧V2 付近に保た
れる。
Further, since the discharge lamp reference voltage V 12 when the discharge lamp La is not lighted as before the start of the La is selected (in FIG. 2), the voltage across Vce of the capacitor Ce in impedance is large area When the impedance is kept constant at V 12 and the impedance becomes small, the voltage V
ce will rise than the V 12. When the voltage across Vce of the capacitor Ce and the impedance of the discharge lamp La becomes even smaller to reach the comparison voltage V 2, the process proceeds to a non-steady operation from a steady operation (in FIG. 2). In this embodiment,
Because they were set equal to the period P 1 in the steady operation and the unsteady operation, the voltage across Vce of the capacitor Ce at the time of the transition to non-steady operation from a steady operation (= V 2), the voltage obtained by the unsteady behavior And the voltage Vce across the capacitor Ce decreases. Therefore, the comparison voltage V
The voltage Vce between both ends of the capacitor Ce is going to fall below 2, and the mode returns to the steady mode again, and the voltage Vce between both ends of the capacitor Ce is going to rise again. Thus, the voltage across Vce of the capacitor Ce is kept in the vicinity of the reference voltage V 2 by the steady operation and the unsteady operation are alternately repeated.

【0027】上述のように、定常動作と非定常動作との
制御の切換をコンデンサCeの両端電圧Vceと比較電
圧V2 との比較によって選択しているから、点灯判別回
路LDにおいて時間遅れがあったとしても、コンデンサ
Ceの両端電圧Vceは比較電圧V2 以上に上昇するこ
とがないのである。その結果、コンデンサCeやスイッ
チング素子Q1 〜Q4 などの回路構成部品として耐圧が
比較的低く小型かつ安価なものを用いることができる。
また、定常動作と非定常動作とは放電灯Laの点灯・不
点灯の検出とは無関係に行なわれるから、点灯判別回路
LDとして特別な回路は不要である。
[0027] As described above, since the switching control of the steady operation and the unsteady operation is selected by comparing the comparison voltage V 2 and the voltage across Vce of the capacitor Ce, there is a time delay in the lighting determination circuit LD even, the voltage across Vce of the capacitor Ce is the never rises to the reference voltage V 2 or more. As a result, it is possible to use a withstand voltage is relatively low small and inexpensive as circuit components such as capacitors Ce and switching elements Q 1 to Q 4.
Further, since the steady operation and the unsteady operation are performed irrespective of the detection of lighting / non-lighting of the discharge lamp La, no special circuit is required as the lighting determination circuit LD.

【0028】(実施形態2)本実施形態は、図3に示す
ように、実施形態1の構成に加えて放電灯Laが点灯か
不点灯かに応じて定常モードにおける期間P1 を2段階
に切り換えるようにしたものである。つまり、実施形態
1の構成に図9に示した構成の一部を付加したものであ
り、定常制御回路ATにおいて期間P1 の長さを決める
基準電圧V31,V32を点灯判別回路LDの出力に応じて
切り換えるものである。具体的には放電灯Laが不点灯
である期間には期間P1 を点灯時よりも長くする。
[0028] (Embodiment 2) This embodiment, as shown in FIG. 3, a two-step period P 1 in the stationary mode in response to addition to the configuration of the discharge lamp La or the lighting or non-lighting Embodiment 1 It is designed to be switched. That is, a part of the configuration shown in FIG. 9 is added to the configuration of the first embodiment. In the steady control circuit AT, the reference voltages V 31 and V 32 that determine the length of the period P 1 are changed by the lighting determination circuit LD. Switching is performed according to the output. Specifically longer than the time of lighting the period P 1 during a period the discharge lamp La is not lighted.

【0029】この構成によれば、放電灯Laの始動前に
は期間P1 を長くし、かつ期間P2における基準電圧V
12を定常動作時よりも高く設定することで、放電灯La
に始動に必要な高電圧を印加することができる。また、
放電灯Laの始動後には負荷回路Zが低インピーダンス
になっているにもかかわらず点灯判別回路LDの出力の
立ち上がりが遅れた場合でもコンデンサCeの両端電圧
Vceは比較電圧V2より高くならないから、コンデン
サCeやスイッチング素子Q1 〜Q4 のような構成部品
として高耐圧のものを用いる必要がない。しかも、放電
灯Laの始動直後に点灯判別回路LDの出力の立ち上が
りが遅れたとしても、コンデンサCeの両端電圧Vce
に基づいて定常モードから非定常モードに移行し、両端
電圧Vceは可能なかぎり比較電圧V2 以下に保たれる
のである。他の構成および動作は実施形態1と同様であ
る。
According to this configuration, the period P 1 is extended before the discharge lamp La is started, and the reference voltage V during the period P 2 is increased.
12 is set higher than that during normal operation, the discharge lamp La
The high voltage required for starting can be applied to the motor. Also,
Since the load circuit Z after the start of the discharge lamp La is the voltage across Vce of the capacitor Ce even if rising of the output despite lighting determination circuit LD has become low impedance is delayed is not higher than the comparison voltage V 2, it is not necessary to use a high-voltage as a component such as a capacitor Ce and the switching elements Q 1 to Q 4. Moreover, even if the rise of the output of the lighting determination circuit LD is delayed immediately after the start of the discharge lamp La, the voltage Vce across the capacitor Ce
Unsteady mode transition to, voltage across Vce than is kept comparison voltage V 2 or less as possible from the steady mode based on. Other configurations and operations are the same as those of the first embodiment.

【0030】[0030]

【発明の効果】請求項1の発明は、交流電源の両端間に
整流素子を介して接続された第1のスイッチング素子お
よび第1のインダクタの直列回路を含み第1のスイッチ
ング素子を交流電源の周波数よりも高周波でオンオフさ
せることにより第1のインダクタの蓄積エネルギを用い
て交流電源の電圧を昇圧してコンデンサを充電する第1
のチョッパ回路と、前記コンデンサの両端間に接続した
第2のスイッチング素子と第2のインダクタと負荷回路
との直列回路を含み第2のスイッチング素子を交流電源
の周波数よりも高周波でオンオフさせることにより前記
コンデンサの両端電圧を降圧して負荷回路に印加する第
2のチョッパ回路と、交流電源の両端間に前記整流素子
を介して接続された第3のスイッチング素子と第1およ
び第2のインダクタと前記負荷回路との直列回路を含み
第3のスイッチング素子を交流電源の周波数よりも高周
波でオンオフさせることにより第1および第2のインダ
クタの蓄積エネルギを用いてコンデンサを充電する第3
のチョッパ回路と、前記コンデンサの両端電圧を規定の
比較電圧と比較するコンパレータと、前記コンデンサの
両端電圧が規定の比較電圧未満では第1のチョッパ回路
を動作させる定常モードを選択し比較電圧以上では第3
のチョッパ回路を動作させる非定常モードを選択する動
作モード切換回路と、定常モードが選択されているとき
に前記コンデンサの両端電圧と前記比較電圧よりも低く
設定されている基準電圧との差を小さくするように交流
電源から第1または第2のスイッチング素子を通して第
1のインダクタにエネルギを蓄積する期間を調節する定
常モード制御回路と、負荷回路の有無を検出する負荷検
出手段とを備え、前記基準電圧を2段階設けるととも
に、無負荷時には高いほうの基準電圧を選択するもので
あり、コンデンサの両端電圧の変化に基づいて定常モー
ドと非定常モードとを切り換えているから、動作中に印
加電圧やインピーダンスの変化する放電灯のような負荷
を用いたとしても、その動作の変化がコンデンサの両端
電圧に影響を与える程度の変化であればスイッチング素
子の制御状態をただちに変化させて対応することが可能
になり、負荷の動作状態を検出しなくともコンデンサの
両端電圧の上昇などの不都合を防止することができると
いう利点があり、しかも、負荷が放電灯である場合など
で立ち消えが生じても、コンデンサの両端電圧に対する
基準電圧がただちに切り換わるから、再始動が容易にな
るという利点がある。
According to the first aspect of the present invention, the first switching element includes a series circuit of a first switching element and a first inductor connected between both ends of the AC power supply via a rectifying element, and the first switching element is connected to the AC power supply. By turning on and off at a frequency higher than the frequency, the voltage of the AC power supply is boosted using the energy stored in the first inductor to charge the capacitor.
And a second switching element connected between both ends of the capacitor, a series circuit of a second inductor and a load circuit, and turning on and off the second switching element at a frequency higher than the frequency of the AC power supply. A second chopper circuit for stepping down a voltage between both ends of the capacitor and applying the voltage to a load circuit, a third switching element connected between both ends of the AC power supply via the rectifying element, and first and second inductors; A third switching element that includes a series circuit with the load circuit and turns on and off a third switching element at a frequency higher than the frequency of the AC power supply to charge a capacitor using energy stored in the first and second inductors;
A chopper circuit, a comparator for comparing the voltage between both ends of the capacitor with a specified comparison voltage, and a stationary mode for operating the first chopper circuit when the voltage between both ends of the capacitor is less than the specified comparison voltage. Third
An operation mode switching circuit for selecting an unsteady mode for operating the chopper circuit, and reducing a difference between a voltage across the capacitor and a reference voltage set lower than the comparison voltage when the steady mode is selected. A steady mode control circuit that adjusts a period during which energy is stored in the first inductor from the AC power supply through the first or second switching element, and load detection means that detects the presence or absence of a load circuit. In addition to providing two levels of voltage, it selects the higher reference voltage when there is no load, and switches between the steady mode and the non-steady mode based on the change in the voltage across the capacitor. Even if a load such as a discharge lamp with a variable impedance is used, the change in operation will affect the voltage across the capacitor In the case of a change in the degree, the control state of the switching element can be changed immediately to cope with it, and the advantage that the inconvenience such as a rise in the voltage across the capacitor can be prevented without detecting the operation state of the load. Moreover, even if the load goes out when the load is a discharge lamp or the like, the reference voltage with respect to the voltage between both ends of the capacitor is immediately switched, so that there is an advantage that the restart becomes easy.

【0031】請求項2の発明は、ブリッジ回路を構成す
る第1ないし第4のスイッチング素子と、各スイッチン
グ素子にそれぞれ逆並列に接続された第1ないし第4の
ダイオードと、第1および第2のスイッチング素子の直
列回路と第3および第4のスイッチング素子の直列回路
とが両端間に接続されたコンデンサと、第1および第2
のダイオードの直列回路に並列接続された第5および第
6のダイオードの直列回路と、第1および第2のダイオ
ードの接続点と第5および第6のダイオードの接続点と
の間に接続された交流電源と第1のインダクタとの直列
回路と、第1および第2のスイッチング素子の接続点と
第3および第4のスイッチング素子の接続点との間に接
続された負荷回路と第2のインダクタとの直列回路と、
前記コンデンサの両端電圧を規定の比較電圧と比較する
コンパレータと、前記コンデンサの両端電圧が規定の比
較電圧未満では第1および第2のスイッチング素子を交
流電源の周波数よりも高周波でオンオフさせ第3および
第4のスイッチング素子を交流電源の周波数でオンオフ
させる定常モードを選択し、前記コンデンサの両端電圧
が規定の比較電圧以上では第1および第2のスイッチン
グ素子を交流電源の周波数でオンオフさせ第3および第
4のスイッチング素子を交流電源の周波数よりも高周波
でオンオフさせる非定常モードを選択する動作モード切
換回路と、定常モードが選択されているときに前記コン
デンサの両端電圧と前記比較電圧よりも低く設定されて
いる基準電圧との差を小さくするように交流電源から第
1または第2のスイッチング素子を通して第1のインダ
クタにエネルギを蓄積する期間を調節する定常モード制
御回路と、前記負荷回路の有無を検出する負荷検出手段
とを備え、前記基準電圧を2段階設けるとともに、無負
荷時には高いほうの基準電圧を選択するものであり、コ
ンデンサの両端電圧の変化に基づいて定常モードと非定
常モードとを切り換えているから、動作中に印加電圧や
インピーダンスの変化する放電灯のような負荷を用いた
としても、その動作の変化がコンデンサの両端電圧に影
響を与える程度の変化であればスイッチング素子の制御
状態をただちに変化させて対応することが可能になり、
負荷の動作状態を検出しなくともコンデンサの両端電圧
の上昇などの不都合を防止することができるという利点
があり、しかも、負荷が放電灯である場合などで立ち消
えが生じても、コンデンサの両端電圧に対する基準電圧
がただちに切り換わるから、再始動が容易になるという
利点がある。
According to a second aspect of the present invention, there are provided first to fourth switching elements forming a bridge circuit, first to fourth diodes respectively connected in anti-parallel to each switching element, and first and second switching elements. A capacitor in which a series circuit of the switching element and a series circuit of the third and fourth switching elements are connected between both ends;
And a series circuit of fifth and sixth diodes connected in parallel to the series circuit of the first and second diodes, and a connection point between the connection point of the first and second diodes and the connection point of the fifth and sixth diodes. A series circuit of an AC power supply and a first inductor; a load circuit connected between a connection point of the first and second switching elements and a connection point of the third and fourth switching elements; and a second inductor And a series circuit with
A comparator for comparing the voltage between both ends of the capacitor with a prescribed comparison voltage, and a third and fourth circuit for turning on and off the first and second switching elements at a frequency higher than the frequency of the AC power supply when the voltage between both ends of the capacitor is less than the prescribed comparison voltage. A steady mode in which the fourth switching element is turned on and off at the frequency of the AC power supply is selected, and when the voltage across the capacitor is equal to or higher than a specified comparison voltage, the first and second switching elements are turned on and off at the frequency of the AC power supply. An operation mode switching circuit for selecting a non-stationary mode in which the fourth switching element is turned on and off at a frequency higher than the frequency of the AC power supply, and a voltage lower than the voltage across the capacitor and the comparison voltage when the steady mode is selected. The first or second switch from the AC power supply so as to reduce the difference from the reference voltage. A steady mode control circuit that adjusts a period during which energy is stored in the first inductor through the switching element; and a load detection unit that detects the presence or absence of the load circuit. The reference voltage is provided in two stages, and is high when there is no load. Since the switching between the steady mode and the non-steady mode is performed based on the change in the voltage across the capacitor, a load such as a discharge lamp whose applied voltage or impedance changes during operation is selected. Even if it is used, if the change in the operation affects the voltage across the capacitor, it is possible to respond by changing the control state of the switching element immediately,
This has the advantage of preventing inconveniences such as an increase in the voltage across the capacitor without detecting the operating state of the load.Moreover, even if the load goes out when the load is a discharge lamp, the voltage across the capacitor can be reduced. Has an advantage that the reference voltage is immediately switched, so that the restart is easy.

【0032】請求項3の発明のように、負荷回路と第2
のインダクタとの直列回路を介して前記コンデンサの両
端間に直列接続される各一対のスイッチング素子を同時
にオンにする期間が、無負荷時に定常動作時よりも長く
なるように設定されているものでは、始動時に定常動作
時よりも高電圧を印加することが必要な放電灯のような
負荷を用いるときに、始動前の無負荷状態でコンデンサ
から負荷に電圧を印加する期間が定常動作時よりも長く
なるから、放電灯の始動性を向上させることができると
いう利点がある。
According to a third aspect of the present invention, the load circuit and the second
The period during which the pair of switching elements connected in series between both ends of the capacitor are simultaneously turned on via a series circuit with the inductor is set so as to be longer at the time of no load than at the time of steady operation. When using a load such as a discharge lamp that requires a higher voltage to be applied at start-up than during steady-state operation, the period during which voltage is applied from the capacitor to the load in a no-load state before starting is longer than during steady-state operation. Since it becomes longer, there is an advantage that the startability of the discharge lamp can be improved.

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

【図1】実施形態1を示す回路図である。FIG. 1 is a circuit diagram showing a first embodiment.

【図2】同上の動作説明図である。FIG. 2 is an operation explanatory view of the above.

【図3】実施形態2を示す回路図である。FIG. 3 is a circuit diagram showing a second embodiment.

【図4】従来例を示す回路図である。FIG. 4 is a circuit diagram showing a conventional example.

【図5】同上の動作説明図である。FIG. 5 is an operation explanatory view of the above.

【図6】同上の動作説明図である。FIG. 6 is an operation explanatory view of the above.

【図7】同上の動作説明図である。FIG. 7 is an operation explanatory diagram of the above.

【図8】同上の動作説明図である。FIG. 8 is an operation explanatory view of the above.

【図9】改善例を示す回路図である。FIG. 9 is a circuit diagram showing an improved example.

【図10】同上の動作説明図である。FIG. 10 is an operation explanatory view of the above.

【図11】同上の動作説明図である。FIG. 11 is an operation explanatory diagram of the above.

【図12】同上の動作説明図である。FIG. 12 is an operation explanatory view of the above.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

AT 定常制御回路 BT 非定常制御回路 C2 コンデンサ Ce コンデンサ CP コンパレータ D1 〜D6 ダイオード EA エラーアンプ L1 ,L2 インダクタ La 放電灯 MD 動作モード切換回路 PC 極性切換回路 PD 極性検出回路 Q1 〜Q4 スイッチング素子 SW1 ,SW2 スイッチ要素 Vs 電圧検出回路 Z 負荷回路AT stationary control circuit BT unsteady control circuit C 2 capacitor Ce capacitor CP comparator D 1 to D 6 diodes EA error amplifier L 1, L 2 inductor La discharge lamp MD operation mode switching circuit PC polarity switching circuit PD polarity detecting circuits Q 1 ~ Q 4 switching element SW 1 , SW 2 switch element Vs voltage detection circuit Z load circuit

Claims (4)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 交流電源の両端間に整流素子を介して接
続された第1のスイッチング素子および第1のインダク
タの直列回路を含み第1のスイッチング素子を交流電源
の周波数よりも高周波でオンオフさせることにより第1
のインダクタの蓄積エネルギを用いて交流電源の電圧を
昇圧してコンデンサを充電する第1のチョッパ回路と、
前記コンデンサの両端間に接続した第2のスイッチング
素子と第2のインダクタと負荷回路との直列回路を含み
第2のスイッチング素子を交流電源の周波数よりも高周
波でオンオフさせることにより前記コンデンサの両端電
圧を降圧して負荷回路に印加する第2のチョッパ回路
と、交流電源の両端間に前記整流素子を介して接続され
た第3のスイッチング素子と第1および第2のインダク
タと前記負荷回路との直列回路を含み第3のスイッチン
グ素子を交流電源の周波数よりも高周波でオンオフさせ
ることにより第1および第2のインダクタの蓄積エネル
ギを用いてコンデンサを充電する第3のチョッパ回路
と、前記コンデンサの両端電圧を規定の比較電圧と比較
するコンパレータと、前記コンデンサの両端電圧が規定
の比較電圧未満では第1のチョッパ回路を動作させる定
常モードを選択し比較電圧以上では第3のチョッパ回路
を動作させる非定常モードを選択する動作モード切換回
路と、定常モードが選択されているときに前記コンデン
サの両端電圧と前記比較電圧よりも低く設定されている
基準電圧との差を小さくするように交流電源から第1ま
たは第2のスイッチング素子を通して第1のインダクタ
にエネルギを蓄積する期間を調節する定常モード制御回
路と、負荷回路の有無を検出する負荷検出手段とを備
え、前記基準電圧を2段階設けるとともに、無負荷時に
は高いほうの基準電圧を選択することを特徴とする電源
装置。
An AC power supply includes a series circuit of a first switching element and a first inductor connected via a rectifying element between both ends of the AC power supply, and turns on and off the first switching element at a frequency higher than the frequency of the AC power supply. By the first
A first chopper circuit that boosts the voltage of an AC power supply using the stored energy of the inductor to charge a capacitor;
A second switching element connected between both ends of the capacitor, a series circuit of a second inductor and a load circuit, and a second switching element that is turned on and off at a frequency higher than the frequency of the AC power supply, thereby forming a voltage across the capacitor. A second chopper circuit for applying a voltage to the load circuit, and a third switching element connected between both ends of the AC power supply via the rectifying element, first and second inductors, and the load circuit. A third chopper circuit that includes a series circuit and charges a capacitor using stored energy in the first and second inductors by turning on and off a third switching element at a frequency higher than the frequency of the AC power supply; A comparator for comparing the voltage with a specified comparison voltage; and a comparator when the voltage across the capacitor is less than the specified comparison voltage. An operation mode switching circuit for selecting a non-stationary mode for operating the third chopper circuit when the normal mode is selected for operating the chopper circuit and for operating the third chopper circuit at a voltage higher than the comparison voltage, and a voltage between both ends of the capacitor when the normal mode is selected. A steady mode control circuit that adjusts a period for storing energy in the first inductor from the AC power supply through the first or second switching element so as to reduce a difference from a reference voltage set lower than the comparison voltage; And a load detecting means for detecting the presence or absence of a load circuit, providing the reference voltage in two stages, and selecting a higher reference voltage when there is no load.
【請求項2】 ブリッジ回路を構成する第1ないし第4
のスイッチング素子と、各スイッチング素子にそれぞれ
逆並列に接続された第1ないし第4のダイオードと、第
1および第2のスイッチング素子の直列回路と第3およ
び第4のスイッチング素子の直列回路とが両端間に接続
されたコンデンサと、第1および第2のダイオードの直
列回路に並列接続された第5および第6のダイオードの
直列回路と、第1および第2のダイオードの接続点と第
5および第6のダイオードの接続点との間に接続された
交流電源と第1のインダクタとの直列回路と、第1およ
び第2のスイッチング素子の接続点と第3および第4の
スイッチング素子の接続点との間に接続された負荷回路
と第2のインダクタとの直列回路と、前記コンデンサの
両端電圧を規定の比較電圧と比較するコンパレータと、
前記コンデンサの両端電圧が規定の比較電圧未満では第
1および第2のスイッチング素子を交流電源の周波数よ
りも高周波でオンオフさせ第3および第4のスイッチン
グ素子を交流電源の周波数でオンオフさせる定常モード
を選択し、前記コンデンサの両端電圧が規定の比較電圧
以上では第1および第2のスイッチング素子を交流電源
の周波数でオンオフさせ第3および第4のスイッチング
素子を交流電源の周波数よりも高周波でオンオフさせる
非定常モードを選択する動作モード切換回路と、定常モ
ードが選択されているときに前記コンデンサの両端電圧
と前記比較電圧よりも低く設定されている基準電圧との
差を小さくするように交流電源から第1または第2のス
イッチング素子を通して第1のインダクタにエネルギを
蓄積する期間を調節する定常モード制御回路と、前記負
荷回路の有無を検出する負荷検出手段とを備え、前記基
準電圧を2段階設けるとともに、無負荷時には高いほう
の基準電圧を選択することを特徴とする電源装置。
2. The first to fourth elements constituting a bridge circuit.
, A first to a fourth diode respectively connected in anti-parallel to each switching element, a series circuit of the first and second switching elements, and a series circuit of the third and fourth switching elements. A capacitor connected between both ends, a series circuit of fifth and sixth diodes connected in parallel to a series circuit of the first and second diodes, a connection point of the first and second diodes, A series circuit of an AC power supply and a first inductor connected between a connection point of a sixth diode, a connection point of a first and a second switching element, and a connection point of a third and a fourth switching element; A series circuit of a load circuit connected to the second inductor and a second inductor, a comparator for comparing the voltage across the capacitor with a prescribed comparison voltage,
When the voltage between both ends of the capacitor is less than a prescribed comparison voltage, a steady mode in which the first and second switching elements are turned on and off at a frequency higher than the frequency of the AC power supply and the third and fourth switching elements are turned on and off at the frequency of the AC power supply. When the voltage across the capacitor is equal to or higher than a prescribed comparison voltage, the first and second switching elements are turned on and off at the frequency of the AC power supply, and the third and fourth switching elements are turned on and off at a frequency higher than the frequency of the AC power supply. An operation mode switching circuit for selecting an unsteady mode, and an AC power supply for reducing a difference between a voltage across the capacitor and a reference voltage set lower than the comparison voltage when the steady mode is selected. The period for storing energy in the first inductor through the first or second switching element is adjusted. And the steady mode control circuit, said a load detecting means for detecting the presence or absence of the load circuit, together with the reference voltage a two stage providing a power supply and selects the the higher reference voltage at the time of no load device.
【請求項3】 前記負荷回路と第2のインダクタとの直
列回路を介して前記コンデンサの両端間に直列接続され
る各一対のスイッチング素子を同時にオンにする期間
が、無負荷時に定常動作時よりも長くなるように設定さ
れていることを特徴とする請求項2記載の電源装置。
3. A period in which a pair of switching elements connected in series between both ends of the capacitor through a series circuit of the load circuit and a second inductor is simultaneously turned on, the period during which no load is applied is longer than during normal operation. 3. The power supply according to claim 2, wherein the power supply is set to be longer.
【請求項4】 前記負荷回路は放電灯を含むことを特徴
とする請求項1ないし請求項3記載の電源装置。
4. The power supply device according to claim 1, wherein the load circuit includes a discharge lamp.
JP24917497A 1997-09-12 1997-09-12 Power source device Withdrawn JPH1187080A (en)

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7355354B2 (en) 1998-12-11 2008-04-08 Monolithic Power Systems, Inc. Method for starting a discharge lamp using high energy initial pulse

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
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