JPS60174068A

JPS60174068A - 電源装置

Info

Publication number: JPS60174068A
Application number: JP59029788A
Authority: JP
Inventors: Yoshimitsu Hiratomo; 平伴　喜光; Satoshi Kubota; 久保田　諭
Original assignee: Matsushita Electric Works Ltd
Current assignee: Panasonic Electric Works Co Ltd
Priority date: 1984-02-20
Filing date: 1984-02-20
Publication date: 1985-09-07

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】

〔技術分野〕この発明は、主として放電灯の点灯装置または点灯調光
装置として用いる電源装置に関するものである。

【背景技術〕

放電灯点灯装置その他の分野において、省エネルギーの
一環として、必要な箇所に必要な照度を与え、不必要な
エネルギー消費を抑えるという考え方が深まっている。その中でも照度を連続的に選択できる連続調光のニーズ
が高まっている。第１図は、放電灯点灯装置の従来の一例を示す。以下、これを説明する。交流電源１が全波整流器２に接
続され、全波整流器２の正極端子が定電流チョークＣＨ
を介して発振トランスＴの１次巻回ｎｌの中間端子に接
続され、発振トランスＴの１次巻回ｎ１の両端子が互い
にコンデンサＣを介して接続されるとともに、各々スイ
ッチングトランジスタＱｌ、Ｑ２のコレクタに接続され
ており、スイッチングトランジスタＱｌ、Ｑ２の各エミ
ッタが互いに接続されて全波整流器２の負極端子に接続
されている。発振トランスＴの３次巻線ｎ３の両端は各
々スイッチングトランジスタＱ、、Ｑ２ノ各ヘースに接
続され、そのベースは互いに抵抗Ｒ１，Ｒ２を介して接
続されており、両抵抗Ｒ１゜Ｒ２の接続点と金波整流器
２の負極端子の間には直流電源Ｅが接続されている。Ｉ
　ｎはインバータである。発振トランス１゛の２次巻回
ｎ２には直列にインダクタンス素子３とキャパシタンス
素子４の直列回路が接続され、キャパシタンス素子４に
は並列に限流リアクタンス素子５と負荷（放電灯）６の
直列回路が複数組接続されている。このような従来例においをは、第２図に示すように負荷
回路の放電灯６の点灯数が減少した場合に、出力電圧が
増加してしまい、その結果、ランプ電流が定格を超えて
しまうという問題があった。［発明の目的〕この発明の目的は、動作負荷数の変化にかかわらず負荷
回路への出力電圧を適正に調整することができる電源装
置を提供することである。〔発明の開示〕この発明の電源装置は、直流または整流電圧を高周波電
圧に変換するインバータと、このインバータの出力端間
に接続したインダクタンス素子およびキャパシタンス素
子の直列回路と、前記キャパシタンス素子の両端間に複
数個並列接続したもので各々が限流素子および負６η接
続端子の直列回路からなる並列回路と、・前記各負荷接
続端子に接。続される負荷群のうちの動作負荷数を検出して前記キャ
パシタンス素子の出力電圧を前記動作負荷数に応じた値
に調整する制御回路とを備えたものである。第３図にこの発明の電源袋１置の基本構成を示す。以下、これを説明する。交流電源１は全波整流器２を介
し°ζ第１図と同様の夏、ブツシュ・プル型インバータ
Ｉｎに接続され、インバータＩｎの出力端にインダクタ
ンス素子３とキャパシタンス素子４の直列回路が接続さ
れており、キャパシタンス素子４の両端には可変インダ
クタンス素子７が接続されているとともに、第１図と同
様に限流リアクタンス素子５と負荷（放電灯）６の直列
回路が複数組並列に接続されている。可変インダクタン
ス素子７の２次巻回は可変直流電源８に接続されている
。Ｆはインダクタンス素子３とキャパシタンス素子４か
らなるフィルタ回路である。動作は次のとおりである。交流電源１の電圧を全波整流器２およびインバータＩｎ
を介して高周波変換したものをフィルタ回路Ｆを介して
、限流リアクタンス素子５と負荷６の直列回路に印加付
勢して負荷である放電灯６を点灯させる。キャパシタン
ス素子４に並列に接続された可変インダクタンス素子７
の制御電圧ＶＤＣを調節することで、可変インダクタン
ス素子７のインダクタンスを制御して、インダクタンス
素子３と可変インダクタンス素子７との間でインバータ
Ｉｎから出力される２次電圧を分圧して、出力電圧を制
御する。これにより、全放電灯６・・・が広い範囲にお
いて連続的にかつ一斉に調光される。制御電圧ＶＤＣを
例えば第４図に示すように制御することで、点灯数の変
動にかかわりなく各調光状態に最適な出力電圧を設定で
きる。なお、可変インダクタンス素子７の制御に代えて、キャ
パシタンス素子４のキャパシタンスを直接に調整するご
とによりその出力電圧を調整するような構成もこの発明
に含まれる。第５図により具体的な実施例を示す。以下、これを説明
する。図（八）の端子ａ、ｂ、＠子Ｃ１ｄおよび端子ｅ
、ｆは図（Ｂ）の端子ａ、ｌ）、図（Ｃ）の端子ｃ、ｄ
および端子ｅ、ｆにそれぞれ接続されている。図（Ｂ）
の端子ｇ、ｈは図（Ｃ）の端子ｇ、ｈに接続されている
。図（Ａ）において、ｌＯは負荷電流を検出して電圧に変
換するカレントトランス、９はキャパシタンス素子４の
両端間に接続してキャパシタンス素子４の出力電圧を検
出するトランスである。図（Ａ）について、その他の構
成は第３図と同様である。次に可変インダクタンス素子７のＩＩｇＪｌ電圧回路を
図（Ｂ）、（Ｃ）に基づいて詳述する。直流電源１１の
正極端子に抵抗１２、コンデンサＩ３がこの順に直列に
接続され、コンデンサ１３の他端は直流電源１１の負極
端子に接続されている。直流電源１１の正極端子が制御
トランジスタ１５の。コレクタに接続され、制御トランジスタＩ５のコレクタ
、ベースは駆動トランジスタ１Ｇのコレクク、エミッタ
にそれぞれ接続され、制御トランジスタ１５０ベースと
エミッタは抵抗１８を介して接続されている。駆動トラ
ンジスタ１６のベースは抵抗１４を介して抵抗１２とコ
ンデンサ１３の接続点に接続されているとともに、誤差
増幅用トランジスタ１７のコレクタに接続され、誤差増
幅用トランジスタ１７のエミッタは図（Ｃ）の基準電圧
回路（出力端子ｇ、ｈ間）を介して、直流電源１１の負
極端子に接続されている。誤差増幅用ｌ・ランジスタ１
７のエミッタは、抵抗Ｉ９を介して制御トランジスタ１
５のエミッタに接続されるとともに、コンデンサ２０を
介して直流電源１１の負極端子に接続されている。゛誤
差増幅用トランジスタ１７のベースはコンデンサ２１を
介して制御トランジスタ１５のエミッタに接続されると
ともに、制御トランジスタ１５のエミッタは可変抵抗２
２と抵抗２３の直列回路を介し、またこの直列回路と並
列接続したコンデンサ２４を介して、それぞれ直流電源
】ｌの負極端子に接続され、誤差増幅用トランジスタＩ
７のベースば可変抵抗２２の中間端子□に接続されてい
る。□ 次に、端子［＋　ｈ間の基準電圧回路について説明する
。図（Ａ）のキャパシタンス素子４に並列接続した可変
インダクタンス素子７の２次巻回を全波整流器３３に接
続し、全波整流器３３の出力端は抵抗２５とコンデンサ
２７の直列回路に接続されており、コンデンサ２７の両
端は抵抗２Ｇ。ツェナダイオード２８．抵抗２９の直列回路に接続され
、抵抗２９の両端は基準電圧Ｖｖとして出力され°ζい
る。また、カレントトランス１０の２次巻回からの交流
電圧は全波整流器３４に入力され、その出力端は抵抗３
０とコンデンサ３１の直列回路に接続され、コンデンサ
３１の両端には抵抗３２が接続され、抵抗３２め両端は
基準電圧Ｖ。として出力されている。この基準電圧ｖ夏は基準電圧■
ｖとは逆極性であり、その差の電圧（ｖｖＶ＋）が基準
電圧として端子ｇ、ｈ間に入力されている。回路動作について説明する。直流電源１１の出力は、制
御トランジスタ１５を介して可変インダクタンス７の制
御巻回（端子ａ、ｂ間）に送られるとともに、可変抵抗
２２と抵抗２３によって出力電圧が分圧される。この電
圧は□端子ｇ＋ｈ間に与えられる基準電圧と比較され、
その出方電圧の変動分は誤差増幅用トランジスタ■７に
よって増幅され、駆動トランジスタ１Ｇのベースに入力
され、次に制御トランジスタ１５０ベースに入力される
結果、出力電圧が一定に保たれる。そして、ここで可変抵抗２２を任意に変化させることで
前記基準電圧を下限として出力電圧を制御でき、これに
よって、全放電灯６・・・を−斉調光できる。次に点灯
数が少なくなった場合を想定すると、第６図から判るよ
うに基準電圧（ｖｖ−Ｖ、）が大きくなり、その結果、
第７図に示す基準電圧（Ｖｙ　Ｖ（）と制御電圧ｖｎｃ
の関係から制御電圧ＶＯＣも大きくなり第４図の特性を
満たすことができる。すなわち、点灯数が少なくなると
、制御電圧Ｖｌｌｃが増し、インダクタゾ反素子３と可
変インダクタンス素子７による分圧比が変化してキャパ
シタンス素子４の出力電圧が低下する。したがってランプ電流が定格を超えることがない。この実施例には次の効果がある。各点灯数および各調光
状態での可変インダクタンス素子７の最適な制御電圧Ｖ
ＤＣを設定するごとで、負荷状態の変化にかかわらず、
任意の調光状態において、各々の出力電圧が一義的に設
定され、出力のマツチングが行われる。この調光方式は
電圧制御方式であるため、広い範囲の連続調光が可能で
あり、また急峻な電流変化がないため雑音も少なく、周
波数が一定のために調光時の配電ロスの増加もない。ま
た、入力電流については連続で入力電圧と同位相である
から波高率が低くなり、その結果、入力力率が高くなる
とともに、出力電圧は休止期間がなくフラットであり、
再点弧エネルギーが少なくて済み、ランプ効率も高い。」二記実施例の応用として、可変インダクタンス素子７
のインダクタンスを変更するのに、トランス９．カレン
トトランス１０の何れか一方のみを用いたものも、この
発明の有力な実施例となる。このことば、第６図によっ”ζ支持されている。また、
トランス９．カレントトランスＩＯの何れか一方もしく
は双方を用いてキャパシタンス素子４のキャパシタンス
を直接に変更するのもこの発明の実施例である。また、
第５図（Ａ）のキャパシタンス素子４に代えて、個々の
負荷回路（限流リアクタンス素子５と放電灯６）の両端
に個別にキャパシタンス素子を接続′しても同様の効果
°が得られ、これもこの発明の実施例である。第８図に別の基本的構成例を示す。この例は第５図のも
のに内在する次のような問題をも克服するものである。その問題とは、多灯での調光始動では、電源投入ととも
に、各調光状態に合わセた励磁電圧がかかり、出力電圧
が低°く設定されて、各負荷が個々に点灯状態に移ると
同時に、増々出力電圧が低域していき多灯点灯に至らな
いといった問題である。可変インダクタンス素子７の励磁巻回の両端は、可変イ
ンダクタンス素子７の励磁回路３５に接続されてお駁ま
たこの励磁回路３５にはタイマ回路３６が接続されてい
る。次にこの回路動作について、第９図のタイムチャートを
用い°ζ説明する。可変インダクタンス素子７の励磁電
圧を励磁回路３５により制御することで出力電圧を制御
して連続調光および負荷点灯数変化によるランプ電流変
動の低域を行うものであるが、ここでこの励磁電圧の設
定において電源投入時に始動制御のためのタイマ回路３
６を用いて励磁電圧設定を一定期間遅らせて、出力電圧
を高くし全負荷を一旦全点灯させてから調光状態に移さ
せることにより調光始動が可能となる。第１０図にその
具体的な実施例を示す。図（Ａ）において、第５図（Ａ）と異なる点は、負荷電
流を検出して電圧に変換するカレントトランス３７を付
加し、その端子ｊ、ｋを図（Ｃ）のタイマ回路３６の端
子ｊ、ｋに接続した点である。図（Ｂ）において、第５図と異なる点は、直流電源１１
の両端に端子ｉ、ｌを設け、これを図（Ｃ）の端子ｉ、
ｌに接続した点である。タイマ回路３６は図（Ｃ）のように構成されている。す
なわち、カレントトランス３７の２次巻回を全波整流器
３８を介して、その出力端を抵抗３９とコンデンサ４０
の直列回路に接続している。コンデンサ４０の両端はツェナ・ダイオード４１と抵抗
４２の直列回路に接続され、ツェナ・ダイオード４１と
抵抗４２の接続点は駆動トランジスタ４３のベースに接
続され、駆動トランジスタ４３のエミッタは全波整流器
、３８の負極端子に接続されるとともに、励磁回路３５
の直流電源１１の負極端子ｌに接続されている。駆動ト
ランジスタ４３のコレクタは抵抗４４を介して、励磁回
路３５の直流電源１１の正極端子ｉに接続されるととも
に、制御トランジスタ４５のベースに接続されている。れぞれ基準電圧回路の各端子り、Ｈに接続されている。次に回路動作について説明する。直流電源１１の出力は
、制御トランジスタ１５を介して可変インダクタンス素
子７の制御巻回（ａ、ｂ間）に入力される七ともに、可
変抵抗２２と抵抗２３によって出力電圧を分圧し、この
電圧は端子ｇ、ｂ間に与えられる基準電圧と比較され、
その出力電圧の変動分は誤差増幅用１−ランジスタ１７
によって増幅され、駆動トランジスタ１６のベースに入
力され、次に制御ｌ・ランジスタ１５のベースに入力さ
れて励磁電圧を一定に保つ。そして、ここで可変抵抗２２を任意に変化させることで
前記基準電圧を下限として励磁電圧を制御できる。この
基準電圧回路（ｇ、ｈ間）の両端を短絡することで基準
電圧を０（ｖ）に設定でき、ゆえに励磁電圧を０（ｖ）
に設定でき、出力電圧を最大にできる。この期間をカレ
ントトランス３７で出力電流からの検知電圧を使って抵
抗３９とコンデンサ４０の時定数とツェナ・ダイオード
４１のツェナ電圧から設定する。すなわら、この期間、
駆動トランジスタ４．３がオフすることで、直流電源１
１の正極端子ｉおよび抵抗４４を介して制御トランジス
タ４５のベースへベース電流を入力して、制御トランジ
スタ４５をオンすることで基準電圧回路（ｇ、ｈ間）を
短絡することができ、励時電圧を電源投入後一定期間０
（切に設定することができる。この実施例によれば、先の実施例の効果に加え、次の効
果がある。始動につｔ）で、電源投入後一定期間、励磁
電圧を０（ｖ）に設定することで、最大の出力電圧を負
荷に印加し、放電灯６・・・を全点灯させてから調光状
態に移行することができ、このためいかに調光比の小さ
い状態での調光始動も可能となる。また、この電源投入
後の時間設定に、出力電流の検知電圧の立ち上りを検知
する方法を用いているため、時定数設定のコンデンサ４
０を小さくできる。〔発明の効果〕この発明によれば、動１作負荷数（放電灯を負荷とする
ものにあっては点灯数）の変化にかかわらず、負荷回路
への出力電圧を適正に調整して、負荷の動作を安定かつ
安全なものにできるという効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来例の回路図、第２図はそれの特性グラフ、
第３図はこの発明の基本構成の回路図、第４図それの特
性グラフ、第５図は一実施例の回路図、第６図、第７図
はそれの特性グラフ、第８Ｉｎ・・・インバータ、３・
・−インダクタンス素子、４・・・キャパシタンス素子
、１・・・限流リアクタンス素子（限流素子）、６・・
・放電灯（負荷）、７・・・可変インダクタンス素子、
９・・・トランス（検出回路）１０・・・カレントトラ
ンス（検出回路）一点灯数　（灯）第３ＦｊＡ −調光比（％）　第　４　図第６図　第７図第５図第８図（Ｂ）第９図第１０図手続十甫・正置（自発１．４９牛の耘昭和５９年特許願第０２９７８８号２、発明の名称電源装置３、補正をする者４、代理人５、補正命令の日付自発補正（１）　明細書の特許請求の範囲の記載を別紙のとおり
補正する。　。（２）明細書第３頁第１４行、第１６行、第１０頁第５
行、第１３頁第１行、第１４頁第４行〜第５行、第１５
頁第２行、「巻回」とあるを「巻線」と訂正する。（３）明細書第５頁第１行〜第１１行、「この発明の・
・・・・・・・・ものである。」とあるを［この発明の
電源装置は、出力回路部と、この出力回路部に並列接続
される負荷群の動作負荷量を出力電圧に対応する電気量
と出力電流に対応する電気量との差をもって検出する動
作負荷量検出回路と、この動作負荷量検出回路の出力に
基づいて前記出力電圧を検出動作負荷量に応じて負荷電
流がほぼ一定になる状態に自動調整する電圧制御回路と
を備えたものである。」と訂正する。（４）　明細書第４頁第７行〜第８行、「２次巻線ｎ２
には直列に」とあるを「２次巻線ｎ２の両端には」と訂
正する。（５）　明細書第６頁第２行、［２次巻回は可変直流電
源８に」とあるを「２次巻線ｎ２の両端には「可変直流
電源８が」と訂正する。（６）　明細書第６頁第４行、「である。」とある、つ
ぎに「インバータｔ　ｎ　、インダクタンス素子３゜キ
ャパシタンス素子４が出力回路部を構成している。」と
加入する。（７）明細書第７頁第４行「含まれる。」とあるつぎに
「また、前記出力電圧に比例する電気量。出力電流に比例する電気量の検出は、直接電圧、。電流を検出するほか間接的に検出するものでもよい。」
と加入する。（８）明細書第９頁第８行、「可変インダクタンス素子
７の２次巻回を」とあるを「トランス９０２次巻線（出
力端子ｃ−ｄ間）を」と訂正する。（９）明細書第９頁第１４行〜第１５行、「２次巻回か
らの」とあるを「２次巻線（出力端子ｅ−ｆ間）からの
」と訂正する。０１　図面の第５図（Ｃ）および第１０図（Ｃ）の符号
の“２３”を別紙に朱書のとおり“３３”と訂正する。２、特許請求の範囲り星　１　＜、直流または整流電圧を高周波電圧に変換するインバータと、このインバータの
出力端間に接続したインダクタンス素子およびキャパシ
タンス素子の直列回路−とか」ｌｌ成ｎ皿　前記制御回
路が、前記キャパシタンス素子に並列接続した可変イン
ダクタンス素子と、前記キャパシタンス素子の出力電圧
の検出回路と、この検出回路による検出電圧に基づいて
前記可変インダクタンス素子のインダクタンスを調整す
るインダクタンス調整回路とから構成されている特許請
求の範囲第型項記載の電源装置。班　前記制御回路が、前記キャパシタンス素子に並列接
続した可変インダクタンス素子と、負荷電流の検出回路
と、この検出回路による検出電流に基づいて前記可変イ
ンダクタンス素子のインダクタンスを調整するインダク
タンス調整回路とから構成されている特許請求の範囲第
製項記載の電源装置。恩　前記制御回路が、前記キャパシタンス素子に並列接
続した可変インダクタンス素子と、前記キャパシタンス
素子の出力電圧の検出回路と、負荷電流の検出回路と、
前記雨検出回路による検出量に基づいて前記可変インダ
クタンス素子のインダクタンスを調整するインダクタン
ス調整回路とから構成されている特許請求の範囲第層−
項記載の電源装置。剋　前記制御回路が前記キャパシタンス素子のキャパシ
タンスを調整するものである特許請求の範囲第蛮項記載
の電源装置。第５図

Claims

【特許請求の範囲】

（１）　直流または整流電圧を高周波電圧に変換するイ
ンバータと、このインバータの出力端間に接続したイン
ダクタンス素子およびキャパシタンス・素子の直列回路
と、前記キャパシタンス素子の両端間に複数個並列接続
したもので各々が限流素子・および負荷接続端子の直列
回路からなる並列回路と、前記各負荷接続端子に接続さ
れる負荷群のうちの動作負荷数を検出して前記キャパシ
タンス素子の出力電圧を、前記動作負荷数に応じた値に
調整する制御回路とを備えた電源装置。
（２）前記制御回路が、前記キャパシタンス素子に並列
接続した可変インダクタンス素子と、前記キャパシタン
ス素子の出力電圧の検出回路、と、この検出回路による
検出電圧に基づいて前記可変インダクタンス素子のイン
ダクタンスを調整するインダクタンス調整回路とから構
成されている特許請求の範囲第（１）項記載の電源袋装
置。
（３）前記制御回路が、前記キャパシタンス素子に並列
接続した可変インダクタンス素子と、負荷電流の検出回
路と、この検出回路による検出電流に基づいて前記可変
インダクタンス素子のインダクタンスを調整するインダ
クタンス調整回路とから構成されｔいる特許請求の範囲
第（Ｊ１項記載の電源装置。
（４）前記制御回路が、前記キャパシタンス素子に並列
接続した可変インダクタ、ンス素子と、前記キャパシタ
ンス素子の出力電圧の検出回路と、負荷電流の検出回路
と、前記雨検出回路による検出量に基づいて前記可変イ
ンダクタンス素子のインダクタンスを調整するインダク
タンス調整回路とから構成されている特許請求の範囲第
（１）項記載の電源装置。
（５）　前記制御回路が前記キャパシタンス素子のキャ
パシタンスを調整するものである特許請求の範囲第（１
）項記載の電源装置。