JPS6057673B2 - 交流放電灯の電源装置 - Google Patents

交流放電灯の電源装置

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JPS6057673B2
JPS6057673B2 JP55122592A JP12259280A JPS6057673B2 JP S6057673 B2 JPS6057673 B2 JP S6057673B2 JP 55122592 A JP55122592 A JP 55122592A JP 12259280 A JP12259280 A JP 12259280A JP S6057673 B2 JPS6057673 B2 JP S6057673B2
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    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02MAPPARATUS FOR CONVERSION BETWEEN AC AND AC, BETWEEN AC AND DC, OR BETWEEN DC AND DC, AND FOR USE WITH MAINS OR SIMILAR POWER SUPPLY SYSTEMS; CONVERSION OF DC OR AC INPUT POWER INTO SURGE OUTPUT POWER; CONTROL OR REGULATION THEREOF
    • H02M3/00Conversion of dc power input into dc power output
    • H02M3/02Conversion of dc power input into dc power output without intermediate conversion into ac
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    • Y02BCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO BUILDINGS, e.g. HOUSING, HOUSE APPLIANCES OR RELATED END-USER APPLICATIONS
    • Y02B20/00Energy efficient lighting technologies, e.g. halogen lamps or gas discharge lamps

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は交流金属ハロゲン化物放電灯等交流放電灯の電
源装置に関し、特に、交流放電灯に対して一定の直流電
力を交番極性で与えるための電源装置に関する。
交流放電灯の点火後のウォームアップ期間中における交
流放電灯に加わる電圧は、動作温度に達した後における
交流放電灯に加わる電圧よりもかなり低く、交流放電灯
に流れる電流は動作時における交流放電灯に流れる電流
よりもかなり高い。
又、ウォームアップ期間、及び、動作期間を通じて交流
放電灯の最大許容電力を越えると交流放電灯は損傷する
。以上の条件を満すように、電圧、及び、電流の双方を
交流電力源より交流放電灯に供給しなければならない。
又、一定の光出力、及び、一定の色温度をうるためには
、交流放電灯に一定電力を供給することが必要となる。
このため、従来における電源装置には、誘導性のバラス
ト、たとえば、チョーク、又は、インダクタをランプと
直列に接続し、得られる電流値に応じて電圧を降下させ
、電力出力を調整するようにしたバラスト形電源装置が
用いられていた。
この種のバラスト形電源装置は、誘導性のバラスト自身
のスペース及び重量が著しく大となる。又、このバラス
ト形電源装置は電源電圧を定格印加電圧より大、たとえ
ば、定格45ボルトの交流金属ハロゲン化物放電灯では
、200ボルト程度の電源電圧が必要となるため、10
0ボルトの交流ライン電圧を用いるときには誘導性のバ
ラストに加えて、昇圧トランスを使用しなければならな
い。さらに、誘導インダクタで安定化される電流値の大
きさは電源電圧の値の大小によつて影響を受けるために
、昇圧トランスには、異なるライン電圧が加えられても
一定の電圧が得られるようにタップを設けておかなけれ
ばならない。したがつて、この種のバラスト形電源装置
は装置全体が著しく大きくなるばかりでなく、個々の構
成部材自体も複雑なものとなり、その効率も著しく低下
することになる。一方これらバラスト形電源の欠点を解
消する電源装置として、誘導性バラストを用いず、しか
も交流金属ハロゲン化物放電灯に供給される電力をほゞ
一定にすることのできる電源装置がたとえば /特開昭
51−141488号公報によつて開示されている。
該公報に開示されている電源装置は第1図に示″される
ようにスイッチングレギュレータ方式によるものである
該装置によれば入力端子A,.B間に供給されるライン
電圧を直流電源回路1により整流することによつて得ら
れる直流をチョッピング用トランジスタ2によつて周期
的に断続したのち、ダイオード3、インダクタ4及び、
コンデンサ5によりなるローパスフイル6によつて高周
波成分を除去し平滑された直流電力を得るよう構成され
ている。特に、このローパスフィルタ6の出力側に設け
られた直流電圧検出回路7及び直流電流検出回路8の各
検出回路からの出力は加算回路9によつて加算され、こ
の加算回路9より得られる加算出力電圧を、チョッピン
グ用トランジスタ2を断続制御するための制御回路を構
成する誤差増幅器10に加え、この誤差増幅器10で基
準電圧発生回路11より発生する基準電圧と比較し、こ
の基準電圧と加算出力電圧の差電圧に応じた誤差信号を
得るよう構成されており、又、この誤差信号を発振器1
2より発生している一定周期のパルス信号のパルス巾を
変化させる電圧−パルス巾変換器13に加え、この電圧
一パルス巾変換器13の出力により、前述したチョッピ
ング用トランジスタ2を前述した誤差信号が一定になる
ように導通、又は遮断制御するよう構成されているため
、負荷にほS゛一定の直流電力を供給することができる
。この直流電力を転流回路14に加える。この転流回路
14のトランジスタ15、及び、16のトランジスタ対
と、トランジスタ17、及び18のトランジスタ対は転
流制御回路19によつて一定周期で、交互に導通制御さ
れるため、一定の直流電力は交番極性て交流放電灯20
に加えら.れる。したがつて交流放電灯20がウォーム
アップ期間にあるときには交流放電灯20のインピーダ
ンスが小さいため大きな電流が流れようとするが、この
ときの電圧と電流を直流電圧及び電流検出回路7及び8
によつて検出して得られる誤差信.号が所定の大きさに
なるように、電圧−パルス巾変換器13より得られる一
定周期のパルス信号のパルス巾を小さくしてチョッピン
グ用トランジスタ2の導通期間を短くすることによつて
交流放電灯20に供給される電力が一定以上にならない
よ−うに制御し、又、動作期間にはいつたときには、交
流放電灯20のインピーダンスが大になるため電圧−パ
ルス巾変換器13より得られる一定周期のパルス信号の
パルス巾を大きく、してチョッピング用トランジスタ2
の導通期間を長くすることによつて、実質的に一定の電
力を交流放電灯20に供給することができる。このよう
に誘導性バラストの代りにチョッピング用トランジスタ
2を用いたスイッチングレギュレータ方式の電源は小型
軽量化及び高効率化を達成することができる。しかしな
がら、か)るスイッチングレギュレータ方式の電源にお
いても交流放電灯20に供給される電力を一定にするに
は、直流電圧及び電流検゛出回路7、及び8、あるいは
加算回路9を調節する必要がある。この調節は、電源装
置に交流放電灯20を接続し、実際に動作させた状態で
行わなければならず、このため、調節中に不注意による
感電事故が発生するおそれがある。本発明は、上述した
ように小型軽量、且つ、高効率の電源でしかも出力電力
の調整中にも感電事故の発生の恐れのない電源装置を提
供せんとするものである。
本発明装置によれば、スイッチングレギュレータ方式の
電源のチョッピング用トランジスタの入力側又は出力側
に設けられているインダクタを一次側巻線、及び、二次
側巻線が絶縁分離したトランスと置換し、このトランス
の二次側巻線に得られる交流電圧を検出してチョッピン
グ用トランジスタの導通期間を長短制御するよう構成し
、交流放電灯側の高電圧回路部と加算回路及び制御回路
等の低電圧回路部を絶縁分離することによつて感電事故
を防止することができる。
以下、この電源装置の一実施例を図面によつて詳細に説
明する。
第2図はこの電源装置の一実施例の回路構成をブロック
図によつて示したもので上述した第1図と同一の構成部
材については便宜上同一の符号が付されている。第2図
において、直流電源回路1とチョッピング用トランジス
タ2との間には電流検出用のトランス21の一次側巻線
が接続されている。
このトランス21の二次側巻線は整流回路22に接続さ
れ、整流回路22の出力側は加算回路9に接続されてい
る。又、トランス23の一次側巻線には電圧−パルス変
換器13の出力側が接続され、二次側巻線にはチョッピ
ング用トランジスタ2のベースが接続されている。更に
、本発明の電源装置においては、第1図に示された、ロ
ーパスフィルタ6の一部を構成するインダクタ4の代り
に電圧検出用のトランス24の一次側巻線が接続されて
いる。
特に、この電圧検出用のトランス24は、一次側巻線が
インダクタとしての作用をしうるように、その二次側巻
線を一次側巻線の漏れ磁束をピックアップするに必要な
最小限のインダクタンスを有するピックアップコイルで
構成したものであり、この電圧検出用のトランス24の
二次側巻線は交流信号に直流電圧を付加するためのクラ
ンプ回路25に接続されている。又、このクランプ回路
25の出力側は加算回路9の接続されている。以上の構
成によるこの電源装置の作動を以下に説明する。
直流電源回路1で得られる直流の電圧を■1とすると、
ダイオード3の両端には、チョッピングトランジスタ2
の導通期間TON及び遮断期間TOF2に対応して第3
図イに示すように波高値が■でパルス巾が■ONのパル
ス波形を示す電圧■Dが発生し、この電圧VDが、ロー
パスフィルタ6によつて平滑される結果、直流電圧■。
UTすなわち、 TON■。
ぃ=■1×?が得られる。又、この TON+TO
FF 時、チョッピング用トランジスタ2のコレクタには第3
図口に示すような波形の電流10が流れ、ダイオード3
には第3図ハに示すような波形の順方向電流1。
が流れる結果、ローパスフィルタ6のインダクタ、すな
わち、電圧検出用トランス24の一次側巻線には、第3
図二に示すように平均出力電流値10UTをもつ電流1
しが流れる。チョッピング用トランジスタ2のコレクタ
電流10が電流検出用のトランス21の一次側巻線を流
れる結果、このトランス21の二次側巻線にはチョッピ
ング用トランジスタ2のコレクタ電流の微分波形の電圧
が生じ、この電圧を整流回路22で整流することによつ
てこのコレクタ電流10のピーク値しに対応する直流検
出電圧を得る。一方、ローパスフィルタ6に設けられた
電圧検出用のトランス24の一次側巻線には、上述した
ダイオード3の両端に生する電圧(■o:第3図イ参照
)とコンデンサ5の両端に生ずる電流電圧■。UTとの
差電圧Vし、すなわち、第3図ホに示されるような波形
の電圧がかかる。この差電圧■,の平滑された直流電圧
は、式VLD=(■!−VOυτ)×TON?に示され
る値■LOになる。
ところTON+TOFF が、直流電源回路1で得られる直流の電圧■は交流放電
灯20に加えられる直流電圧VOUTに比べて極めて大
きいので、■−VOUT′−V,より、−1ゝゝ−ニV
OUTが成立つ。
したがつて電圧検TON+TOFP出用のトランス24
の一次側巻線の両端の電圧V,の平滑された直流電圧V
LOは直流電圧V。
OTと実質的には等しいとみなすことができる。この差
電圧Vしの交流成分を電圧検出用トランス24の二次側
巻線を介して検出し、この検出された差電圧Vしの交流
成分にクランプ回路25によつて直流電圧を付加し、平
滑して得られる電圧■しDを得たのち、加算回路9に加
える。この加算回路9で前述したトランジスタ2のコレ
クタ電流10のピーク値1pに対応する直流検出電圧と
クランプ回路25より得られるトランス24の一次側巻
線の両端の電圧vしに対応する直流検出電圧■しDを加
え、この加算回路9より加算出力電圧を得る。この加算
出力電圧と基準電圧の差として得られる誤差信号の大小
変化に応じて、この誤差信号が所定の大きさになるよう
にチョッピング用トランジスタ2の導通期間を長短制御
し、交流放電灯20にほS゛一定の電力を供給するよう
に動作するのは第1図の電源と同様である。以上の説明
で明らかなとおり、本発明の電源装置置によれば、チョ
ッピングトランジスタ、ローパスフィルタ及び転流器等
の高電圧回路部から加算回路、及び制御回路等の低電圧
回路部を分離絶縁することができ、操作上の安全性を計
ることができる。
・図面の簡単な説明 第1図は従来の電源装置の回路構成を示すブロック図、
第2図は本発明電源装置の一実施例の回路構成を示すブ
ロック図、第3図は本発明電源装置の動作を説明するた
めの各部の出力信号波形を)示す電気信号波形図である
1・・・・・・直流電源回路、2・・・・・・チョッピ
ング用トランジスタ、6・・・・・・ローパスフィルタ
、21・電流検出用のトランス、24・・・・・・電圧
検出用のトランス。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 1 直流電源回路より得られる直流を断続するチョッピ
    ング用トランジスタを介してローパスフィルタに加え、
    このローパスフィルタで得られる直流電力を交番極性で
    交流放電灯に加え、且つ、前記直流電力をほゞ一定にす
    るための電圧及び電流の検出回路を、前記チョッピング
    用トランジスタを断続制御するための制御回路に接続し
    てなる前記交流放電灯の電源装置において、前記電圧及
    び電流検出回路をトランスにより構成し、高電圧回路部
    と低電圧回路部を絶縁分離したことを特徴とする前記交
    流放電灯の電源装置。
JP55122592A 1980-09-03 1980-09-03 交流放電灯の電源装置 Expired JPS6057673B2 (ja)

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