JPS5981899A - 電源用整流装置 - Google Patents

電源用整流装置

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JPS5981899A
JPS5981899A JP57188240A JP18824082A JPS5981899A JP S5981899 A JPS5981899 A JP S5981899A JP 57188240 A JP57188240 A JP 57188240A JP 18824082 A JP18824082 A JP 18824082A JP S5981899 A JPS5981899 A JP S5981899A
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    • Y02B70/10Technologies improving the efficiency by using switched-mode power supplies [SMPS], i.e. efficient power electronics conversion e.g. power factor correction or reduction of losses in power supplies or efficient standby modes

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、放電灯などに好適な電源用整流装置に関する
1゜ 従来、螢光灯などの放tEJの点灯装置として、発光効
率の向上、安定器での電力損失の低減1および、安定器
の小型化を図かることから、高周波点灯を行なうLうに
したものが知られている。かかる高周波点灯装色は、第
1図に示すように、電源装置として、整流回路1と平滑
用コンデンサ2とで構成される整流装色が設けられ、入
力端子3゜4間に供給される正弦波状の人力交流電圧V
AC(第2図CAl声整流回路1で整流し、平滑コンデ
ンサ2で平滑して出力端子5,6によく平滑され介直流
電圧VD+3 (第2図(B))を得、この直流電圧V
DOによって高周波発振器を駆動して放電灯を点灯させ
るものであり、発光効率が501(z Nあるいは、6
0 Hzの商用交流による低周波点灯に比べて15〜2
0%向上する。
ところが、この電源用V、流装装色は、人力交がも電圧
号。が平滑用コンデンサ2の電圧を越えた期間だけ、平
滑コンデンサ2に充を電流が流れるために、供給ちれる
人力交K IIL流IAOは、その波形がパルス状とブ
Iす、この結果、二ξυ+1Mからみた力率は50〜6
0%と非常に低いものとブLって配線の稼動効率の点か
ら好ましいことではない。
そこで、この欠点を除去するために、a43図に示1−
工5に、1ヒ諒用整流装す、とじて、平滑フンデンづを
設けずに、整流回路1のみで構成するようにすることが
程案婆れた。
この従来技術によると、入力端子3,4間に供給された
正弦波状の人力交流′電圧vAo(第4図(A))は、
整流回路1により整流されて出力端子5,6に脈動電圧
■Doを得、この脈!IIIJ電圧VDO(第4図(B
))にエリ高周波発振器(図示せず)を、いわゆる、リ
ップル駆動するものであって、平滑コンデンサが設けら
れていないことから、供給嘔れる入力交流%流IAO(
第4図(C))は正弦波状となり、力率が向上1−るこ
とに1よる1、 しかしなから、この従来技術では、放it!、管の管゛
電流は、一旦零になった徒にエネルギーの供給がゴし分
でないと、直ちに立上ることができず、放電%に有効に
「[J、θ1cがηL tLない期間(以下、111角
領域という〕が存在し、この期間放電管はアーク放電を
停止して光束、すなわち、明るさが低下し、器其づら光
効率Lm/Win(但し、Lnlは放電管がら出る光束
、W団は′I+1!、#!側からみた消費電力)が低下
覆るとともに、実効を流値が低(なる。
そこで1本発明者は、先に、かかる暗角領域を除き、重
力率を保持しつつ発光効率を向上させるL5にした11
釧察流装ff(を提案した(特願昭56−195978
)。かがる1!源用整流装置L(は、整流回路の出力1
111に15μJパ以丁の極めて小さい静電容量のコン
デンサを設け、かがるコンデンサの放′亀期IHiを、
整流1iJl路のみによって放電管が駆動でれたときに
生ずる管電流の暗角領域に設定し、コンデンサからの放
゛屯を流によって暗角領域を埋め合わせるものであって
、力率を低下させることなしに、発光効率を向上爆ぜる
ことができる。
しかしながら、この′嵯諒用整か1、装置によると、力
率をさらに同上させるためには、コンデンサの静電容量
を/hさくしなけれはならず、静電容量を余り小さくす
ると・電流(ri’tが小きい領域か住じ、発光効率の
低下をきたすことになる。また、コンデンサが充電する
ことに′より、入力交流1)1 fM、の波形が、ゆる
やかな漸減波形にパルス状波形が重複されたものとなり
、このことが、力率の低下を志き起こすことになる。、
シたがって、力率の改善には限界があった。    : 高力率を保持したまま暗角領域を除く他の方法として為
整流回路の出力電圧を大きなりアクタンスを有する素子
を介してコンデンサに印加し、まfC,N コア テア
すをダイオードを介して数箱;する方法テあり、入力又
流箪流の波形はほとんどパルス波形を含まないなたらか
な矩形状の波形となり、力率が向上する。しかしながら
、この方法によると、リアクタンス光子としてコイルが
用いられることから、コイルのオーム損失が生じて消費
電力が増加するという欠点があった。
本発明の目的は、上記従来技術の欠点を除き、発光効率
の低下や消費電力の増加を防止し、力率を向上爆ぜるこ
とかできるようにした電源用整流装置、を提供するにあ
るに の目的を達成するために、本発明は、第1の整流回路に
より入力交流電圧を整流して所定の電源′電圧を発生嘔
せるとともに、該人力交流電圧を分圧して第2の整流回
路により整流し、得られた°電圧でコンデンサを充電し
て、前記第1の整流回路の出力電圧かりl定電圧以下に
なったときに、該コンデンサが放電する工5にした点に
特徴がある。
@源用整流装散に平滑用コンデンサを設けると、交流電
流の波形はパルス−状となり1力率か大1削に低下する
ことは先に述べた。かかるパルス状波形tま、平滑コン
デンサの充電にともなうものであって、先の特願昭56
−195978号に記載嘔れる電源用整流装置において
も、人力交流電流性、ゆるやかな漸減波形にパルス状波
形が重畳されたような波形を有しており、高い力率を得
ることができるが、やはり、このパルス状波形が存在す
るために、力率の向上に制限が加わる。
しかしながら、入力交流11流の波形か矩形状波形にパ
ルス状波形が重畳場れたものであっても\パルス状波形
の矩形状波形に対する位置、パルス状波形の振幅や形状
などにより、力率が異なることが計算上知ることができ
る。たとえは、第5図(A) 、 (0)に示すように
、矩形状波形の立上り、立下りの位置にパルス状波形が
N畳されている場合よりも、同図(B)に示す工う(こ
、矩形状波形の中央部にパルス状波形が重畳されている
場合の方が力率は高い。捷た、パルス状波形の振幅が小
さい程、筐た・形状がなだらかで幅か広い程力率は筒く
なる。
本発明はかかる点に雌みてなされたものである。
以下1本発明の実施例を図面について説明する。
第6図は本発明による電源用整流装「1の一実雄側を示
す回路図であって、1は整流回路、3,4は入力端子、
5,6は出力端子、Tは変圧器、8は整流回路、9はコ
ンデンサ、10はダイオードである。
次ニ・この実施例の動作について説明する。
入力端子3,4間に供給される人力交流電圧VAO(第
7図(A))は、整流回路1に供給されて整びしされ、
その出力電圧として脈動電圧が得られる。
一方、入力交流を圧VAOは変圧器1で70%程度に分
圧され、整流回路8で整流格れる。整流回路8で得られ
る脈動電圧はコンデンサ9に印加され、コンデンサ9は
充電する。
整流回路1からの脈動電圧か高いときには、この脈動′
電圧か出力端子5,6に得られ、ダイオード10は逆バ
イアスされてオフ状態にあり、整0ILN路1からの脈
1IIl′a圧が所定の゛電圧値以下になると、ダイ、
1−FIOはオン状態となり、コンデンサ9tまダイオ
ード10を通して放電をt+:j始する。
コンデンサ9の放′屯期間、出力端子5.6間にはコン
デンサ90両端に生ずるほぼ一定の電圧が生ずるウ し
たかつて、出力端子5,6間に生ずる直σし電圧vl、
oは、第7図(B)に示すように、整流回路1に生ずる
出力脈動′電圧が、該出力脈動電圧が上記所定の電圧値
以下となる期間、コンデンサ90両端に生ずる電圧で補
充された1h圧とブsるりこI’tに対して、入力交流
電流IAaは、コンデンサ9の放を期間では零と7.(
す、人力交流電圧vAcの絶対値か太き(なり、整流回
路1の出力脈動電圧がコンデンサ90両端の電圧以上に
なると流れ始める。ぞして、整流回N8の出力脈動電圧
かコンデンサ9の両端の電圧以上になると、コンデンサ
9の充電のために、人力交流電流’ACは急激に増加す
る。したかつて、人力交流電流IAOの波形は、第7図
(C)に示すように、矩形状波形にピーク部を有する波
形がIU畳芒れたものとなり、しかも、そのピーク部は
矩形状波形の中央部にイrイ1:することになる。
しかるに1この実施例によると、力率が向上し、また、
出力端子5,6囲の直流電圧VDOは常に19r定の電
圧(コンデンサ90両端の゛電圧で決する)以上に維持
することができて放電管(図示せず)の管il流に暗角
領域か生ずることがな(、放715、管におりる高発光
効率を保持することができる。さらに、コンデンサ9の
静1?L客量の電源用整流回路の力率1対する影Vσは
小さく、シたがって、コンデンサ9として、大きなe′
ll、容量のコンデンサを月4いることができるから、
放電によるコンデンサ90両端の市、圧変化を小さくす
ることができる。
第8図は本発明によるt源用整流装置の他の実M、II
例を示す回路図であって、11.12はコンデンサで羽
、す、第6図に対応する部分には同一符号をつりてH9
明を一部省略する。
第6図の賓雄側では、整流回路8の前段に設けf・二分
圧回路として、変圧器Tを設りたが、この実fnii 
1iAiでは、コンデンサ11.12を設けている。
入力端子3,4間の入力交流電圧VAO(第9図(A)
)は、コンデンサ11.12により分圧されて整流10
(路8&・−供紛芒れる、こIt以外の動作については
、第6図の実Mlj例と同様であるから、説明な瘉略し
、昌力W;ij子5 、6171に得られる直流電圧V
DO(第9図(B)〕も第77図B)の波形と同様であ
る。
人力y流電流工Acは、第9図(0)に示すように、剪
上りが階段状に生ずるが、ゆるやかな漸減波形iJニハ
ルス状波形が重畳され1ζ波ノヒとンエリ、しかも、こ
のパルス状波形を入力文vlr、 電圧VAOの中央音
ト近傍に設電できるから、篩い力率を得ることができる
。コンデンサM、i2は、出力tびし0.5〜0.8A
に対して夫々6μF程度が最良で2)す、静策容皿を太
き(すると、上記パルスの振幅が人ぎくなって力率が低
下する1、このパルスのM41Mを上記矩形波の振6′
403倍程度とし、パルスのピーク部が樟力位相角(第
9しl(A]l (JT) l (0)において、入力
交蹄−t11.圧vAcの半周ルリを基準とし一人力y
:xt ’il′L圧VA。
の零交叉点を位相角かDoとする)の75°〜115°
の範囲に入るようにすると、力率90%が達成すること
ができ、パルスの振幅を矩形波の振111i1tの2倍
とし1ビ一ク部を位相角75°〜115°の11C囲内
に入るようにすると、力率95%以上、同じく、45°
〜135°の範囲内に入るようにすると、力率90%以
上が性成することかでき次。
なお1整流[!、!l路8の入力側に、整流回路8【ご
並列に、コンデンサ11i2よりもプロ分に静’rt+
:容「くが小さいコンテンツを設けることができ、四ネ
J、f′)効果を得ることができる。
この実施例は、先に従来技術として説明した整流回路の
出力電圧を大きなりアクタンス素子を介(−1てコンデ
ンサに印加し、該コンデンサをダイオ−ドを介して放電
する技術と同様に1人力交流電流かなたらかな波形とな
って力率が向上するが、さらに与りアクタンス素子を用
いていないから、消費電力が増加することはない。この
ことは、第6図の冥加1例に対し、ても言えることであ
って、第・5図の実施例では、変圧器7の一部コイルに
11、流か流れてメーム損失があるのに対し、第8図の
実施例では、この工うな損失は生じない。
第10図り、本発明による電源用整流回路のさらにf′
i)の実H11例を示す回路図であって、13は昇圧ト
ランスであり、第8図に対応する部分には同一符号をつ
りで説明を一部省略する。
この実施例は、昇圧トランス13とコンデンサ11.1
2とで分圧回路を形成するものである。
しかるに、入力端子3.4間に供給された入カメが1、
’fti、圧vAoは、昇圧トランス13によって昇圧
妊れ、コンデンサit、12によって降圧嘔れて整流回
路8に人力又流電圧VAOが分圧式れた交流電圧が印加
される。
この実施例によると、コンデンサ11i2として、第8
図の実)Tli例におけるコンデンサ11゜12裏りも
、静電容肴が不埒いコンデンサを用いることができ、入
力交流電流17B)の波形は、第9図(C)に示す人力
交流を流よりも\その立上りにおいて、ピーク部がさら
に減衰し、また、昇圧トランス13のコイル(図示せず
)のインダクタンス(こより、立上りの階段状波形が緩
和されてゆるやかな波形となり、力率が嘔らに改善埒れ
る4以上の実施例は、位相制御型調光器を介して使用さ
れた場合、位相の量にしたがって明るさを変化させるこ
とができる。
なお、以上の実施例は、放↑)L管の↑IV ilk用
整流装置として説明し六、が、これにIII(るもので
はなく、交流電圧を平滑するだめの任意の整流装置に対
し・力率を向上させるために適用することができる。
以上説明したように、本発明によれは、放電管の管電流
の暗角領域を補充するための充放電用のコンデンサの静
電容量は、力率に影響を及はすことかなく、また、該コ
ンデンサの充電期間を所足り期曲に設定しで、入力交流
電流の波形を、矩形状波形に、し矩形状波形の中央部に
ヒーク部を有するパルス状波形か重畳したものとするも
のであるから、前記コンデンサの静電容量を太き(する
ことができて、管1に流の暗角領域を確実に除去するこ
とかでき、高い発光効率を維持したまま力率を向上させ
ることができるものであって、上記従来技術の欠点を除
いて優れた機能の1源用整流装置を提供することができ
る。
【図面の簡単な説明】
第1図は従来の電源用整流装置の一例を示す回路図、第
2図(A) 、 (B) l (0)は第1図の各部の
電圧、’tb、流を示す波形図1第3図は従来の電源用
整流装置の他の例を示す回路図、第4図(A) l (
B) l (0)は第3図の各部の電圧、電流を示す波
形図、!1FS5図い)。 (B) 、 (0)は本発明による電ぶ用整流装置の原
理を説明するための交流電流波形図1第6図は本発明に
よる電源用整流装置の一実施例を示す回路図、第7図(
A) l (B) 9 (0)は第6図の各部の電圧、
−流をボず波形図、第8図は本発明による電源用整流装
置の他の実施例を示す回路図1第9図(A、l T (
B) l (0)は第8図の各部の゛電圧、電流を示す
波形図・、第101匂は本発明による電源用整流装置F
ノのさらに他の実施例を示す回路図である。 1・・・・・・整流回路、3,4・・・・・・入力端子
15,6・・・・・・出力端子、7・・・・・・変圧器
、8・・・・・・整流器、9・・・・・・コンデンサ、
10・・・・・・ダイオード、11.12・・・・・・
コンデンサ、13・・・・・・昇EIE)ランス第1図 第2図 第3図 す 第4図 第5図 (A)(B)(C) 第6図 ぢ 第9図 第10図 ノ−7 手続補正書(自発) 特許庁長官  若 杉 和 夫 殿 l 事件の表示 特願昭57−188240号 2 発明の名称 電源用整流装置 3 補正をする者 事件との関係  出願人 住 所  鳥取県鳥取市東今在家61−59氏名  高
温 誠 住 所  東京都中央区日本橋1丁目13番1号名 称
  (306)ティーディーケイ株式会社代表者  大
 歳  寛 4 代理人 住 所  〒105東京都港区西新橋1丁目6番13号
6 補正により増加する発明の数   なし7 補正の
対象 (1)明細書の発明の詳細な説明の欄 (2)明細書の図面の簡単な説明の欄 (3)図 面 8 補正の内容 別紙記載の通り (1ン  明細書第14頁第12行と同頁第13行との
illに次の文章を挿入する。 [ところで、第8図および第10図で示した実施例では
、整流回路8の前段に、2つのコソデン田11.12か
らなる分圧回FM ’a−’用いたが、1つのコンデン
サからなる分圧回路を用いてもよいことはい5寸でもな
い。第11図はかかる分圧回路夕月いた本@明による籍
、源用整流装置、iのざらに仙、の実施例を示す回路図
であって、第8図にヌ・j応する部分には同−符号夕つ
けており、コンデンサ11が分圧回路をなすものである
。すなわち、人力父rAr。 電圧¥AotrJコンデンサ11によって降出され、分
圧された交流電圧が整η11回路8に供紹されて整流さ
れ、第8図に示した実施例と同様の効果が741られる
。ただし、この場合、1v流回路8からコンデンサ9、
整流回路1を通して交(Ai; 電流が流1する交流電
流路があって、人力交流i+;、 L■:、 V A 
Oが入力端子311!lでグラスである場合と、入力端
子4 (14,+1でプラスである場合とで、交流ti
t ?ir、 311路へのコンデンサ11の入り方が
異なることにlZす、入力交流電圧VA、Oの半サイク
ル毎の分圧率が異なり゛Cコンデンサ90両端に生ずる
市川の変動するから、コンデンサ9からI流回路1への
交流%し流路を遮断するために、ダイメート14ケ設け
ている。」(2) 明elll書第16頁第7行を次の
ように補■−する・[例を示す回路I¥1、第11図は
本発り1による電源用整流装置のさらに他の実施例を示
す回路図である。J (3)  別n1:の図面第111ヅlを追加する。 9、  gl伺V4角の1針 (13図 面(第11図)    1通第1/図

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 (1)交流を源端子に接続された第1の整流回路を備え
    、該整流回路の出力端子に所矩の1源電圧を発生させる
    ようにした′d1.11ii用整流装源において、ne
    J記交流電源端子からの入力文+71Ltti:圧を分
    圧する分圧回路と、分圧された該交流電圧を整流する第
    2の整流回路と、該第2の整流回路の出力電圧に工り充
    電するコンデンサと、該コンデンサとりす配電1の整流
    回路の出力端子との間に接続されたダイオードとを設け
    、n’lJ記第1の艶流・回路の出力電圧が所定1L圧
    以下になるにともない、前記コンデンサが前記ダイオー
    ドを介して放電することができるように梢成したことを
    特徴とする電源用整流装置。 (2)特a1−帖求の範囲第(1)項において、前記分
    圧回路は、変圧器であることを特徴とするt、源用整1
    7IC,装置kfっ (5)特許請求の範囲第(1)項において為前記分圧回
    路は、コンデ;ノザからなることを特徴とする鮨、諒用
    整流装置。 (4)特許H’+1求の範囲第(1)項において、前記
    分圧回路は、昇圧トランスとコンデンサとからなること
    を特徴とする電源用整流装置。 −(5汁=特詐R+1−求の範囲J (1〕項において
    −,FBI記分−圧:
JP57188240A 1982-10-28 1982-10-28 電源用整流装置 Granted JPS5981899A (ja)

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JP57188240A JPS5981899A (ja) 1982-10-28 1982-10-28 電源用整流装置
US06/546,269 US4555753A (en) 1982-10-28 1983-10-28 Rectifier circuit with two rectifiers

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