JPS62244269A - 電源装置 - Google Patents

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 本発明は電源装置、特に放電ランプ点灯装置に関するも
のである。

従来の技術 従来の電源装置である放電ランプ用点灯装置の回路図を
第３図に示す。

第３図において、１は交流電源、４は放電ランプである
高圧ナトリウムランプ、４７は直流電源であって、ダイ
オード４８．４９．５０．５１とコンデンサー５２とで
構成され、交流電源１の出力を整流し直流を出力する。

５３は定電圧源であって、抵抗５４と定電圧ダイオード
とで構成され、直流電源４７の出力を入力して、定電圧
を出力する。５６は降圧形チョッパのパワー回路であっ
て、インダクタンス要素であるトランス５７と、ダイオ
ード５８と、コンデンサ５９と、抵抗６０と、トランジ
スタ６１とで構成され、トランジスタ６１のオン時にト
ランス５７を介して高圧ナトリウムランプ４に電流を流
し、トランジスタ６１のオフ時にはトランス５７に蓄え
た電磁エネルギーをダイオード５８を介して高圧ナトリ
ウムランプ４に流し、ランプを直流で点灯する。コンデ
ンサ５９はランプ電圧を平滑し、抵抗６０はトランス５
７の２次巻線５７ａからトランジスタ６１へのベース電
流を制限する。６２は電圧検出手段であって、トランス
５７の３次巻線５７ｂとダイオード６３とコンデンサ６
４とで構成され、ランプ電圧に比例した電圧をコンデン
サ６４に蓄積し、出力する。６５は電流検出手段である
抵抗であり、ランプ電流に比例した電圧をその両端に発
生する。６６は演算手段であって、抵抗６７．６８．６
９．７０．７１．７２と、トランジスタ７３．７４．７
５とで構成されている。このうちトランジスタ？３，７
４．７５と抵抗６９．７０で差動増幅回路が構成されて
いる。抵抗６７．６８で電圧検出手段６２の出力を分圧
して、抵抗６８と電流検出手段の抵抗６５とを直列にし
てこの直列回路の電圧をトランジスタ７４のベースに入
力することにより、電圧検出手段６２の出力と電流検出
手段６５の出力のそれぞれに所定の係数を乗じた後加算
し、さらに定電圧源５３の出力を入力して、抵抗７１．
７２で分圧し、トランジスタ７３のベースに入力し、前
記加算結果とを比較し、加算結果が一定値を越えた場合
、トランジスタ７５をオンして信号を出力している。７
６は制御手段であって、抵抗７７と、トランジスタ７８
とで構成され、演算手段６６の出力信号を入力して抵抗
７７を介してトランジスタ７８のベースに電流を流し、
トランジスタ７８をオンし、トランジスタ６１のベース
・エミッタ間を短絡して、トランジスタ６１をオフさせ
る。

以上のように構成されているので、ランプ電圧およびラ
ンプ電流を電圧検出手段６２および電流検出手段６５で
検出して、演算手段６６により検出手段６２．６５のそ
れぞれの出力に所定の係数を乗じて加算した後、一定の
電圧と比較して加算結果が一定値を越えたときに制御手
段７６を介してトランジスタ６１をオフにして、ランプ
電流が増加しないようにすることができる。このように
、前記加算結果が一定値となるようにトランジスタ６１
をオン・オフすることにより、高圧ナトリウムランプ４
個々の間の色温度のばらつきを小さくしてランプを直流
で点灯できるものである。

発明が解決しようとする問題点 このような従来の点灯装置では、トランスの第３次巻線
からランプ電圧に比例した電圧をコンデンサに蓄積しラ
ンプ電圧を検出した。そのためトランスの巻線を１つ余
分に必要とするので、トランスの製造が難しくなるとい
う問題点があった。

またトランスの特性のちがいからコンデンサに蓄積され
る電圧が異なり、特性が不安定であるという問題点があ
った。

問題点を解決するための手段 本発明は前記問題点を解決するため、出力電圧の極性が
一定である電源と、負荷と、前記電源の出力端と前記負
荷との間に接続され少なくともインダクタンス要素と制
御端子付スイッチング素子との直列回路部を有し前記ス
イッチング素子をオン・オフして負荷に電力を供給する
パワー回路の被制御端子の一つに接続された抵抗とを有
し前記負荷端の電圧を直接または整流して前記トランジ
スタの制御端子と前記抵抗の他端との間に入力し前記ト
ランジスタの他の被制御端子を出力端とし前記入力電圧
に比例した信号電流を出力する電圧検出手段と、少なく
とも前記電圧検出手段の出力信号電流を入力して負荷が
所定の特性となるごとく前記スイッチング素子をオン・
オフ制御する制御回路とを備えたものである。

作用 本発明は前記した構成で、電圧検出手段により負荷電圧
を負荷電圧に比例した小信号電流に変換して、制御回路
に入力し、負荷が所定の特性になるようにするものであ
る。

実施例 第１図は本発明の電源装置の第１の実施例である放電ラ
ンプ用点灯装置の回路図である。第１図において、１，
４．４７．５６は第３図の従来例と同じものであり、１
は交流電源、４は負荷である高圧ナトリウムランプ、４
７は出力電圧の極性が一定である直流電源であって、ダ
イオード４８Ｘ４９・５０，５１とコンデンサー５２と
で構成され、交流電源１の出力を整流平滑し直流を出力
する。５６は降圧形チョッパのパワー回路であって、イ
ンダクタンス要素であるトランス５７と、ダイオード５
８と、コンデンサ５９と、抵抗６０と、トランス５７に
一端を接続した制御端子付スイッチング素子であるトラ
ンジスタ６１とで構成される。トランジスタ６１のオン
時にトランス５７を介して高圧ナトリウムランプ４に電
流を流し、トランジスタ６１のオフ時にはトランス５７
に蓄えた電磁エネルギーをダイオード５８を介して高圧
ナトリウムランプ４に流し、ランプを直流で点灯する。

コンデンサ５９はランプ電圧を平滑し、抵抗６０はトラ
ンス５７の２次巻ＩＩＡ　５７　ａからトランジスタ６
１へのベース電流を制限する。６５は電流検出手段であ
る抵抗であり、ランプ電流に比例した電圧をその両端に
発生する。１０は電圧検出手段であって、抵抗１１とこ
の抵抗１１をトランジスタ６１の被制御端子の一つであ
るエミッタに接続したトランジスタ１２とで構成され、
抵抗１１の反エミッタ側とトランジスタ１２の制御端子
であるベースとの間にランプ電圧を印加する。そのため
抵抗１１にランプ電圧にほぼ等しい電圧が加わることに
なり、トランジスタ１２の他の被制御端子であるコレク
タから抵抗１１に制限されたランプ電圧にほぼ比例した
信号電流が、演算手段１３に出力される。演算手段１３
は、抵抗１４．１５．１６と、演算増幅器１７と、電圧
基準器１８とで構成されている。電圧検出手段１０から
出力されたランプ電圧に比例した電流は抵抗１４．１５
．１６．６５を介して流れ、抵抗１４の両端にはランプ
電圧に比例した電圧が発生する。この抵抗１４と電流検
出手段の抵抗６５のそれぞれに発生する電圧を加えたも
のは、ランプ電圧とランプ電流のそれぞれに所定の係数
を乗じた後加算した電圧に相当する。この電圧を抵抗１
５．１６で分圧し、演算増幅器１７の非反転端子に入力
し、さらに電圧基準器１８の出力を、演算増幅器の反転
端子に入力し、前記非反転端子入力と比較し、非反転端
子入力が一定値を越えた場合に、演算増幅器１７の出力
端子から信号を出力する。７８は制御手段であるトラン
ジスタであり、演算手段１３の出力信号を入力してオン
・オフする。１９は演算手段１３と制御手段用トランジ
スタ７８とからなる制御回路であり、トランジスタ７８
のコレクタを出力端としてトランジスタ６１のベース・
エミッタ間を短絡して、トランジスタ６１をオン・オフ
させる。

以上のような構成により、ランプ電圧およびランプ電流
を電圧検出手段１０および電流検出手段６５で検出して
、演算子段１３により一定の電圧と比較してランプ電圧
およびランプ電流に所定の係数を掛けた後の加算結果が
一定値を越えたときに制御手段であるトランジスタ７８
を介してトランジスタ６１をオフにする。このように、
前記加算結果が一定値となるようにトランジスタ６１を
オン・オフ制御して、高圧ナトリウムランプ４を直流で
点灯する。

以上のように構成することにより、第１の実施例では電
圧検出手段１０でランプ電圧をランプ電圧に比例した小
信号電流に変換して制御回路１９に入力するので、ラン
プ電位と大きく異なる電位にある制御回路１９にも、簡
単な構成で、低損失でランプ電圧信号を入力できる。そ
のため、またトランジスタ１２の特性ばらつき、変動に
ランプ電圧信号が左右されず、抵抗１１のみで決まるた
め特性が安定である。そのため、構成が簡単で、低損失
でランプの特性の制御性が良い高圧ナトリウムランプ用
点灯装置を提供できる。また制御回路１９の構成にも、
電位をあまり限定しな（てもよ（大幅に自由度が増加す
るとともに、制御回路のＩＣ化が容易になるなど、より
小形軽量の高圧ナトリウムランプ用点灯装置を提供でき
る。

第２図は本発明の電源装置の第２の実施例である放電ラ
ンプ用点灯装置の回路図である。第２図において、１．
４．４７〜５２は第３図の従来例と同じものであり、１
は交流電源、４は負荷である高圧ナトリウムランプ、４
７は直流電源であって、交流電源１の出力を整流平滑し
直流を出力、する。２４は１石インバータのパワー回路
であつて、インダクタンス要素である単巻変圧器２５と
、インダクタンス２６と、コンデンサ２７と、制御端子
付スイッチング素子であるトランジスタ２８と、ダイオ
ード２９とで構成される。トランジスタ２８のオン時に
直流電源４７からインダクタンス２６とトランジスタ２
８のコレクタを中央端子に接続した単巻変圧器２５の一
部とダイオード２９を介して高圧ナトリウムランプ４に
電流を流す。同時に単巻変圧器２５にも電流を流し電磁
エネルギーを蓄積する。トランジスタ２８のオフ時には
単巻変圧器２５に蓄えた電磁エネルギーをインダクタン
ス２６を介して高圧ナトリウムランプ４に逆方向に流し
、高圧ナトリウムランプを高周波交流で点灯する。コン
デンサ２７はランプ電圧を平滑する。２０は電圧検出手
段であって、抵抗２１と、抵抗２１をエミッタに接続し
たトランジスタ２２と、トランジスタ２２のベースに順
方向に接続されたダイオード２３とで構成され、電圧検
出手段２０の入力端の一方であるダイオード２３の他端
が高圧ナトリウムランプ４のインダクタンス２６側端に
接続してあり、電圧検出手段２０のもう一つの入力端で
ある抵抗２１の他端が高圧ナトリウムランプ４の他端に
接続しである。トランジスタ２８のオン時には、高圧ナ
トリウムランプ４のインダクタンス２６側端が負極にな
るためトランジスタ２２がオン状態になる。そのため抵
抗２１の両端に高圧ナトリウムランプ４のラン、ブ電圧
にほぼ等しい電圧が発生し、トランジスタ２２を介して
ランプ電圧に比例した抵抗２１によって制限された電流
が電圧検出手段２０の出力端であるトランジスタ２２の
コレクタから制御回路３０に出力される。一方、トラン
ジスタ２８がオフ状態のとき、高圧ナトリウムランプ４
のインダクタンス２６側端が陽極になるため、電圧検出
手段２０のダイオード２３がオフ状態になる。そのため
、トランジスタ２２もオフ状態となり電圧検出手段２０
は出力電流を出力しない。すなわち、ランプ電圧はダイ
オード２３により半波整流される。３０は制御回路であ
って、抵抗３１と、コンデンサ３２と制御手段３３とで
構成され、トランジスタ２８のオン時に電圧検出手段２
０から出力されたランプ電圧に比例した電流により抵抗
３１の両端にランプ電圧に比例した電圧が発生する。コ
ンデンサ３２は抵抗３１の両端に発生した電圧を平滑す
る。トランジスタ２８のオフ時にはトランジスタ２２か
らの電流がとまるので平滑コンデンサ３２に蓄えた電圧
を用いる。コンデンサ３２の両端の電圧が制御手段３３
に入力さる。制御手段３３は少な（とも電圧検出手段２
０の出力信号を入力して、高圧ナトリウムランプ４が所
定のランプ特性となるごと（トランジスタ２８をオン・
オフ制御する。

以上のような構成にすることにより、ランプ電圧を電圧
検出手段２０で検出して、電圧検出手段２０の出力電流
を制御回路に入力し、高圧ナトリウムランプ４の特性が
所定の特性になるようにトランジスタ２８をオン・オフ
することにより、高圧ナトリウムランプ４を高周波交流
で点灯する。

以上のように構成されているので、第２の実施例のよう
な１石インバータ回路でも第１の実施例と同様の効果を
得ることができる。

なお、第１、第２の実施例では負荷として高圧ナトリウ
ムランプを用いたが、蛍光ランプやメタルハライドラン
プなどの他の放電ランプでもよいし、電球や他の抵抗な
どの負荷でもよい。また回路方式として、第１の実施例
では降圧形チョッパとしたが、他の方式のチョッパでも
良いし、第２の実施例では１石インバータとしたが、電
圧検出手段と制御回路との間に信号電流が流れるように
接続したものであれば他のインバータでもよい。

またトランジスタ６１．２８は、サイリスクなどでも良
く、その駆動は自励でら他励でも良い。また電圧検出手
段２０には、ダイオード２３による半波整流回路を付加
したが、全波整流など他の整流回路でも良く、トランジ
スタ１２．２２はバイポーラ形を用いたがＦＥＴなど他
のものでも良い。また、第１の実施例において、制御特
性は定電圧、定電力など他の所定の特性であっても良く
、制御回路も他の構成でも良い。また第１の実施例にお
いて、高圧ナトリウムランプ４に並列に分圧抵抗を入れ
、トランジスター２のベースにランプ電圧の分圧電圧を
加えるようにしても良い。

発明の効果 本発明は、電圧検出手段により負荷電圧を負荷電圧に比
例した小信号電流に変換して制御回路に入力するので、
負荷電位と大きく異なる所にある制御回路にも、簡単な
構成で、低損失で負荷電圧信号を入力できる。そのため
、構成が簡単で、低損失の負荷電圧の制御性が良い電源
装置を提供できる。

【図面の簡単な説明】

□＼〔 おける電源装置の回路図、第３図は従来の電源装置の回
路図である。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 出力電圧の極性が一定である電源と、負荷と、前記電源
   の出力端と前記負荷との間に接続され少なくともインダ
   クタンス要素と制御端子付スイッチング素子との直列回
   路部を有し前記スイッチング素子をオン・オフして負荷
   に電力を供給するパワー回路と、少なくともトランジス
   タと前記トランジスタの被制御端子の一つに接続された
   抵抗とを有し前記負荷端の電圧を直接または整流して前
   記トランジスタの制御端子と前記抵抗の他端との間に入
   力し前記トランジスタの他の被制御端子を出力端とし前
   記入力電圧に比例した信号電流を出力する電圧検出手段
   と、少なくとも前記電圧検出手段の出力信号電流を入力
   して負荷が所定の特性となるごとく前記スイッチング素
   子をオン・オフ制御する制御回路とを備えた電源装置。