JPS61154486A - インバ−タ - Google Patents

インバ−タ

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JPS61154486A
JPS61154486A JP59274068A JP27406884A JPS61154486A JP S61154486 A JPS61154486 A JP S61154486A JP 59274068 A JP59274068 A JP 59274068A JP 27406884 A JP27406884 A JP 27406884A JP S61154486 A JPS61154486 A JP S61154486A
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JP
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circuit
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inverter
transformer
output
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JP59274068A
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Keizo Sekido
敬三 関戸
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Stanley Electric Co Ltd
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Stanley Electric Co Ltd
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    • HELECTRICITY
    • 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
    • H02M7/00Conversion of ac power input into dc power output; Conversion of dc power input into ac power output
    • H02M7/42Conversion of dc power input into ac power output without possibility of reversal
    • H02M7/44Conversion of dc power input into ac power output without possibility of reversal by static converters
    • H02M7/48Conversion of dc power input into ac power output without possibility of reversal by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode
    • H02M7/53Conversion of dc power input into ac power output without possibility of reversal by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode using devices of a triode or transistor type requiring continuous application of a control signal
    • H02M7/537Conversion of dc power input into ac power output without possibility of reversal by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode using devices of a triode or transistor type requiring continuous application of a control signal using semiconductor devices only, e.g. single switched pulse inverters
    • H02M7/5383Conversion of dc power input into ac power output without possibility of reversal by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode using devices of a triode or transistor type requiring continuous application of a control signal using semiconductor devices only, e.g. single switched pulse inverters in a self-oscillating arrangement

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
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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】 「産業上の利用分野」 この発明は、広い範囲で電流制御が必要な負荷に利用す
るインバータであり、例えば、調光自在な冷陰極放電管
の電源回路に適する。
「従来の技術」 インバータは直流電力を交流電力に変える変換器、いわ
ゆる逆変換装置として各種の電気機器に使用されている
第4図に示す回路図は、放電管用電源回路とじて使用さ
れたインバータの一例である。この図において、10は
一層コイル10p、二次コイル10S及び帰還コイルI
OFを備えた昇圧トランスである。11はスイッチング
作動用のNPN型トランジスタで、コレクタが上記−次
コイルlOPに、エミッタがDC電源の負極回路線に、
ベースが上記帰還コイル10Fに各々接続されている。
12.13はCR回路を形成する可変抵抗とコンデンサ
で、これらの接続部aには上記帰還コイルIOFの一端
が接続されている。
上記した各部材10〜13がインバータを形成しており
、この低圧側の入力端子14a、14bの間にはDC電
源が、また、出力側には図示するように、冷陰極放電管
15が各々接続される。
上記インバータは、トランジスタ11がCR回路の時定
数にしたがってON、OFFを繰返し発振を継続する。
この発振によって出力側には断続的な高電圧が数十KH
z1位の周波数で現われ、冷陰極放電管15が上記の高
電圧を受けて点灯する。
また、上記のようなインバータは、可変抵抗12の抵抗
値を変化させると、トランジスタ11のベース電流が増
減し、それによって、発振の強さが変わり出力電流が変
化する。すなわち、可変抵抗12の抵抗値を大きくする
と、トランジスタ11のベース電流が減少して出力電流
が小さくなり、反対に上記の抵抗値を小さくすると、ト
ランジスタ11のベース電流が増加して出力電流が大き
くなる。また、このときの発振周波数はCR回路の抵抗
値とコンデンサ容量値によって変化するので、出力電流
を減少させようとして可変抵抗12の抵抗値を大きくす
れば、発振周波数が低くなり、逆に、出力電流を増加さ
せるために可変抵抗12の抵抗値を小さくすれば、発振
周波数が高くなる。
上記のように、可変抵抗12の抵抗値を調節して冷陰極
放電管15を流れる放電々流を変化させ、点灯の明るさ
の調節、いわゆる開光制御が可能になる。
「発明が解決しようとする問題点」 上記したように、冷陰極放電管15を負荷としたインバ
ータは、可変抵抗12の抵抗値を変えることで放電々流
の増減制御が可能であるが、しかし、その制御範囲はあ
まり広くはない。
上記したように、可変抵抗12の抵抗値を大きくして出
力電流を減少させ、冷陰極放電管15の放電々流を制御
することができるが、可変抵抗12の抵抗値を大きくす
れば、それに伴って発振周波数が低くなるため、出力電
流(放電々流)を極端に小さくしようとして可変抵抗1
2の抵抗値を一層大きくすると、発振周波数がさらに低
くなり、発振不能または効率の悪い発振周波数となる。
具体例をもって説明する。一般に冷陰極放電管は10K
Hz〜70KHzの周波数で安定した点灯を示し、そし
て、上記したようなインバータでは10KHzの発振周
波数で約20mA、70KH2で約50mAの放電々流
が流れるように設計される。
したがって、放電々流は約20mA〜50mAが制御範
囲となる。
制御範囲を拡大させるために、放電々流を20mA以下
に減少させた場合には、上記したように、発振用のトラ
ンス10及びトランジスタ11が低効率の領域に入って
不安定な発振動作となり、延いては発振が不可能になる
。放電々流を50mA以上に増加させた場合には、発振
周波数が高くなりすぎて発振用のトランジスタ11の損
失が増大し、矢張り発振動作が不安定となる。
このように、従来のインバータでは出力電流制御の範囲
が充分でないため、広い範囲の調光が望まれる冷陰極放
電管など、電流変化の大きい負荷に対する電源回路とし
ては必ずしも好ましくなかった。
「問題点を解決するための手段」 本発明は上記したところの問題点を解決することを目的
とし、インバータの出力電流の制御範囲を可能なるかぎ
り拡大させたものである。
しかして本発明では、トランスと、このトランスの一層
コイルに接続されたスイッチング素子とを含み、上記ス
イッチング素子が、CR回路の時定数に応じてON、O
FFを繰返し発振する構成のインバータにおいて、上記
トランスの出力電流を増減させる上記CR回路の可変抵
抗部材を含む出力電流制御手段と、上記出力電流が予定
値まで減少したとき検出信号を発生する検出部、上記検
出信号に応動し、発振周波数を高めるように上記CR回
路のコンデンサ容量を変化させる応動部を含む発振周波
数切換手段とを備えたことを特徴とするインバータを提
案する。
この発明によれば、出力電流が予定値まで減少すると、
発振周波数切換手段がCR回路のコンデンサ容量を減少
するように働き、出力電流がそのままで周波数が自動的
に高められ、安定した発振周波数となる。このことから
、出力電流は予定値以下の所定の範囲まで減少させても
正常な発振動作となり、出力電流の制御範囲が充分に拡
大される。
「実施例」 次に、本発明の実施例について図面に沿って説明する。
第1図は、冷陰極放電管の電源回路として実施したイン
バータの回路図で、参照符号のうち第4図に示す回路部
材と同じものについては同じ符号が付しである。
この実施例は、昇圧トランス10の出力電流回路に設け
た検出部16と、スイッチ17の閉成によってCR回路
の主コンデンサ13に並列に接続される補助コンデンサ
18とを備えた点に特徴がある。
上記検出部16は、冷陰極放電管15の放電々流が予め
定めた値、例えば、20mAに減少した時、この放電々
流を検出して検出信号を発生し、20mA以下が引き続
くかぎり検出信号を継続して発生する。
スイッチ17は、常閉型のもので、上記検出信号の発生
により初めて開く構成となしである。このスイッチ17
は後述する具体例より明らかであるように、半導体スイ
ッチとして構成することができるが、その他に、上記検
出信号に応動するリレースイッチなどであってもよい。
補助コンデンサ18は、上記スイ・ノチ17の開放によ
って、すなわち、放電々流が20mAに減少した時に主
コンデンサ13より切り離なされるもので、発振周波数
を飛躍的に高める。
上記インバータの動作について第2図を参照しながら説
明する。
なお、第2図は冷陰極放電管15の放電々流を横軸に、
インバータの発振周波数を縦軸に各々目盛って画いた放
電々流を示す折れ線グラフである。
インバータが発振を継続し、その出力電流、すなわち、
冷陰極放電管15の放電々流が20mAより大きい状態
で点灯している場合には、検出部16が検出信号を発生
せず、スイッチ17の閉成によって補助コンデンサ18
が主コンデンサ13に並列接続となっており、CR回路
の可変抵抗12と2つのコンデンサ13.18とにより
定まる時定数にしたがう周波数で発振する。
この状態下では、可変抵抗12の抵抗値を変えることに
より、放電々流が第2図に示すA2の領域(例えば、2
0〜40mA)の間で変化し、放電々流の増加または減
少に伴って点灯の明るさが変わる。
可変抵抗12の抵抗値を徐々に増加させ放電々流を20
mAに減少させた場合には、検出部16の検出信号発生
によってスイッチ17が開放し、補助コンデンサ18が
主コンデンサ13より切り離なされる。
このとき、出力電流が20mAのままで発振周波数がC
R回路の可変抵抗12及びコンデンサ13の時定数によ
って点P−Qへ飛躍的に上昇し、6〜7倍に高まる。そ
の後、可変抵抗12の抵抗値を増加するように変化させ
れば、放電々流が第2図に示すA1の領域(例えば、5
〜20mA)の間で変化し、点灯の明るさが変わる。
上記したように、インバータの安定した発振動作によっ
て放電々流が広範囲に、例えば、5mA〜40mAの間
で制御することが可能になる。
第3図は上記したインバータの具体的な回路図である。
この図において、19.20は検出用抵抗、21.22
は整流用ダイオード、23.24は分電圧用抵抗、25
は平滑用コンデンサであり、これら各部材19〜25は
、冷陰極放電管15の放電々流に相当した電圧信号を発
生する電圧発生回路を形成している。
26はコンパレータで、ブリーダ抵抗27.28によっ
て発生した基準電圧と上記電圧信号とを比較し、電圧信
号が所定値以上となったとき出力する。
29はスイッチング動作用のトランジスタで、第1図に
示すスイッチ17に相当する。
30はオペアンプ(演算増幅器)を示し、これは上記電
圧信号とポテンショメータ31からの操作電圧信号を入
力し、この操作電圧信号に相応した直線的な出力信号を
発生する。
32は増幅作動用のトランジスタで、上記オペアンプ3
0の出力に応じて内部抵抗変化するものである なお、上記したポテンショメータ31及びトランジスタ
32は第1図の可変抵抗12に相当する。
この具体的な回路例では、放電々流が所定値、例えば、
20mAより大きいときには、その放電々流に相当する
電圧信号を入力するコンパレータ26の出力がハイレベ
ルとなっており、トランジスタ29がONLでいる。し
たがって、補助コンデンサ18は主コンデンサ13に対
して並列接続さ、れ、CR回路は、トランジスタ32の
内部抵抗値、抵抗33、コンデンサ13.18により時
定数が定まり、この時定数にしたがった周波数で発振す
る。
放電々流が所定値以下、例えば、20mA以下となると
、上記電圧信号の減少によってコンパレータ26がロー
レベル出力となり、トランジスタ29がOFF、これよ
り、補助コンデンサ18が主コンデンサ13より切り離
なされ、CR回路は、トランジスタ32の内部抵抗値、
抵抗33、主コンデンサ13より時定数が定まり、この
時定数にしたがつう周波数で発振する。すなわち、発振
周波数が上昇する。
上記オペアンプ30は、これを積分回路として形成すれ
ば、ポテンショメータ31の操作電圧信号に応じた直線
的な出力信号を発生し、出力信号を入力するトランジス
タ32の内部抵抗をリニアリティに変化させることが可
能である。すなわち、ポテンショメータ31の操作下に
出力電流を変化させ、冷陰極放電管15の点灯の明るさ
を広範囲に漸次変化させることができる。
一方、本発明を実施するに際しては、第1図に点線をも
って示すように、今一つの補助コンデンサ34を設け、
補助コンデンサ18が25mAの放電々温時に、この補
助コンデンサ34が10mAの放電々温時に切り離なさ
れるように構成する等、複数の補助コンデンサを設けて
もよい。
「発明の効果」 上記した通り、本発明に係るインバータでは、出力電流
を減少させたとき、所定の出力電流以下で発振周波数が
自動的に高く変移するので、安定した発振動作の下に出
力電流を広範囲に制御することができる。
したがって、冷陰極放電管の電源回路として実施した場
合には、CR回路の抵抗値を変えるだけで、明るさを広
範囲に変えることができ、また、温度や湿度などの影響
によって所定の明るさが期待できないときでも、上記抵
抗値の調整により簡単に最適の輝度光となし得る。
【図面の簡単な説明】
第1図は冷陰極放電管の電源回路として実施した本発明
に係るインバータル回路図、第2図は上記インバータに
よって達成される放電々流の折れ線グラフ、第3図は上
記インバータの具体的な回路例を示す図、第4図は冷陰
極放電管の電源回路として使用されている従来のインバ
ータを示す回路図である。 10・・・昇圧トランス、11・・・発振用のトランジ
スタ、12・・・可変抵抗、13・・・主コンデンサ、
15・・・冷陰極放電管、16・・・検出部、17・・
・スイッチ、18・・・補助コンデンサ。 特許出願人  スタンレー電気株式会社1:、” ” 
:’ ”’−’”−、1第1図 第2図 娘電々九 (mA) 第4図

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)トランスと、このトランスの一次コイルに接続さ
    れたスイッチング素子とを含み、上記スイッチング素子
    が、CR回路の時定数に応じてON、OFFを繰返し発
    振する構成のインバータにおいて、上記トランスの出力
    電流を増減させる上記CR回路の可変抵抗部材を含む出
    力電流制御手段と、上記出力電流が予定値まで減少した
    とき検出信号を発生する検出部、上記検出信号に応動し
    、発振周波数を高めるように上記CR回路のコンデンサ
    容量を変化させる応動部を含む発振周波数切換手段とを
    備えたことを特徴とするインバータ。
  2. (2)上記発振周波数切換手段に含まれた検出部が、ト
    ランスの出力電流回路に設けた抵抗部材、この抵抗部材
    に発生した電圧を整流する整流回路、整流電圧と基準電
    圧とを比較するコンパレータを含み、応動部が、上記コ
    ンパレータの出力を入力してOFFするスイッチング部
    材、このスイッチング部材を介して上記CR回路の主コ
    ンデンサに並列接続される補助コンデンサを含む特許請
    求の範囲第(1)項に記載したインバータ。
  3. (3)上記出力電流制御手段に含まれた可変抵抗部材が
    、操作設定させる可変抵抗からなる特許請求の範囲第(
    1)項に記載したインバータ。
  4. (4)上記出力電流制御手段に含まれた可変抵抗部材が
    、操作設定されるポテンショメータの出力電圧に応じて
    内部抵抗変化するトランジスタからなる特許請求の範囲
    第(1)項に記載したインバータ。
JP59274068A 1984-12-27 1984-12-27 インバ−タ Granted JPS61154486A (ja)

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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2006043361A1 (ja) * 2004-10-18 2006-04-27 Sumida Corporation 冷陰極管駆動装置

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US7656101B2 (en) 2004-10-18 2010-02-02 Sumida Corporation Cold cathode tube drive device

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