JPH01252166A - 高圧放電ランプ点灯装置 - Google Patents
高圧放電ランプ点灯装置Info
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- JPH01252166A JPH01252166A JP7647188A JP7647188A JPH01252166A JP H01252166 A JPH01252166 A JP H01252166A JP 7647188 A JP7647188 A JP 7647188A JP 7647188 A JP7647188 A JP 7647188A JP H01252166 A JPH01252166 A JP H01252166A
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- Japan
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- lamp
- power
- load
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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。
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、スイッチングレギュレータ形の電源装置に関
し、特にランプを定電力点灯するために用いて好適な電
源装置に関する。
し、特にランプを定電力点灯するために用いて好適な電
源装置に関する。
[従来の技術]
従来、出力電流をパルス幅制御(PWM制御)すること
により出力量(電圧、電流、電力等)を安定化するスイ
ッチングレギュレータを用いて定電力電源を構成する場
合、負荷の電圧と電流を検出し、これらを乗算器に入力
して電力に比例した電圧を得、この電圧に基づいて上記
PWM制御を行なっていた。このため、回路が複雑とな
り、また、高価な乗算器(例えばIC)を用いなければ
ならず、装置が高価になるという不都合があった。
により出力量(電圧、電流、電力等)を安定化するスイ
ッチングレギュレータを用いて定電力電源を構成する場
合、負荷の電圧と電流を検出し、これらを乗算器に入力
して電力に比例した電圧を得、この電圧に基づいて上記
PWM制御を行なっていた。このため、回路が複雑とな
り、また、高価な乗算器(例えばIC)を用いなければ
ならず、装置が高価になるという不都合があった。
上記不都合を解消するものとして、本発明者等は、先に
、直流電源より負荷へ供給される電流をオン・オフする
スイッチング素子と、該スイッチング素子の出力電流の
ピーク値■。、を検出するピーク電流検出回路と、1a
p−f(X)なるオンデユーテイ比Xで上記スイッチン
グ素子を駆動するパルス発生回路とを具備し、f (x
)・Xが極大値となる電圧および電力を定格出力値とす
ることを特徴とする定電力電源装置を案出し、出願した
(特願昭62−131723号)。
、直流電源より負荷へ供給される電流をオン・オフする
スイッチング素子と、該スイッチング素子の出力電流の
ピーク値■。、を検出するピーク電流検出回路と、1a
p−f(X)なるオンデユーテイ比Xで上記スイッチン
グ素子を駆動するパルス発生回路とを具備し、f (x
)・Xが極大値となる電圧および電力を定格出力値とす
ることを特徴とする定電力電源装置を案出し、出願した
(特願昭62−131723号)。
[発明が解決しようとする課題]
しかしながら、この先願装置においては、負荷。
とじてインバータおよび出カドランスを介して放電灯(
ランプ)を接続した場合、ランプ電圧が出カドランスの
2次開放電圧のほぼ1/2のときに定電力性が得られる
が、2次開放電圧(始動電圧)は一般にランプ電圧の2
倍以上必要であり、設計上、制約が多いという不都合が
あった。また、入力電圧変動に対しては充分な定電力特
性が得られないという不都合があった。
ランプ)を接続した場合、ランプ電圧が出カドランスの
2次開放電圧のほぼ1/2のときに定電力性が得られる
が、2次開放電圧(始動電圧)は一般にランプ電圧の2
倍以上必要であり、設計上、制約が多いという不都合が
あった。また、入力電圧変動に対しては充分な定電力特
性が得られないという不都合があった。
本発明は、上述の課題に鑑みてなされたもので、負荷の
経時的な変化および入力電圧の変化のいずれに対しても
定電力出力特性を発揮する電源装置を提供することを特
徴とする特に、ランプ点灯装置に用いて、ランプ電圧の
経時的な変化および電源電圧の変化のいずれに対しても
ランプに供給される電力をほぼ一定に保ち、ランプ寿命
の延長を可能とすることを目的とする。
経時的な変化および入力電圧の変化のいずれに対しても
定電力出力特性を発揮する電源装置を提供することを特
徴とする特に、ランプ点灯装置に用いて、ランプ電圧の
経時的な変化および電源電圧の変化のいずれに対しても
ランプに供給される電力をほぼ一定に保ち、ランプ寿命
の延長を可能とすることを目的とする。
[課題を解決するための手段]
上記目的を達成するため本発明では、スイッチングレギ
ュレータ形の電源装置において、負荷電圧を1/Nに分
圧した電圧と負荷電流に定数rを乗じた電圧を加えた電
圧が所定の基準電圧に等しくなるように閉ループ系を形
成してメインのスイッチング素子をPWM制御するよう
にしている。
ュレータ形の電源装置において、負荷電圧を1/Nに分
圧した電圧と負荷電流に定数rを乗じた電圧を加えた電
圧が所定の基準電圧に等しくなるように閉ループ系を形
成してメインのスイッチング素子をPWM制御するよう
にしている。
本発明の一つの態様において、定格動作点は、負荷開放
電圧v2oの1/2に設定しである。
電圧v2oの1/2に設定しである。
また、本発明の他の態様においては、負荷電圧を1/N
に分圧する分圧回路に非線形素子を用い、分圧比Nを負
荷開放状態の近傍で非直線的に大きくしている。
に分圧する分圧回路に非線形素子を用い、分圧比Nを負
荷開放状態の近傍で非直線的に大きくしている。
さらに、本発明の別の態様においては、負荷として放電
灯を含むランプ点灯回路を接続している。
灯を含むランプ点灯回路を接続している。
[作用]
上記構成によれば、負荷電圧をVo、負荷電流をI。、
基準電圧をV rcf’とすると、負荷特性は、V0/
N+ r I(、、−Vrcf となり、これを図示すると第2図の実線のようになる。
基準電圧をV rcf’とすると、負荷特性は、V0/
N+ r I(、、−Vrcf となり、これを図示すると第2図の実線のようになる。
また、負荷電力P。は、
po−v。I。
−Vo (NVr、ef −Vo ) /N rとな
り、これを図示すると第2図の破線のようになる。すな
わち、負荷電力P0は、V 20/ 2 (但し、開放
電圧V2.−NVref’)のとき極大となり、傾きが
零となるため、この近傍では負荷電圧v。
り、これを図示すると第2図の破線のようになる。すな
わち、負荷電力P0は、V 20/ 2 (但し、開放
電圧V2.−NVref’)のとき極大となり、傾きが
零となるため、この近傍では負荷電圧v。
および負荷電流IOが変動したとしても、負荷電力P0
はほとんど変化しない。すなわち、負荷電力Poが安定
化する。
はほとんど変化しない。すなわち、負荷電力Poが安定
化する。
また、この電源装置においては、入力電圧が変化しても
負荷特性は一定であり、負荷電力P0は入力電圧に対し
ても安定である。
負荷特性は一定であり、負荷電力P0は入力電圧に対し
ても安定である。
[効果]
以上のように本発明によれば、特に、定格動作点を負荷
開放電圧V 20 (= N V rel’ )の略1
/2に設定することにより、乗算器等を用いることなく
、簡略、かつ安価な構成で定電力化を図ることができる
。また、本発明によれば、入力電圧の変動による負荷電
力の変動も抑圧され、良好な対入力定電力特性が得られ
る。
開放電圧V 20 (= N V rel’ )の略1
/2に設定することにより、乗算器等を用いることなく
、簡略、かつ安価な構成で定電力化を図ることができる
。また、本発明によれば、入力電圧の変動による負荷電
力の変動も抑圧され、良好な対入力定電力特性が得られ
る。
また、負荷としてランプ点灯装置を接続した場合、上記
定電力化作用により、光出力のリップルが抑圧され、ち
らつきが減少する。また、定格動作条件を適切に設定す
れば、ランプの経時変化や電源変動に対して過電力とな
ることがないので、ランプの寿命が延長する。また、安
定器(点灯装置)自体も変動に対する余裕を持たせなく
ともよいため、安価に設計することができる0さらに、
負荷電圧を1/Nに分圧する分圧回路に非線形素子を用
い、分圧比Nを電圧v20近傍で非直線的に増大させる
ことにより、負荷開放電圧を部分的により高い電圧V2
゜゛ まて高めることができる。すなわち、定格動作点
を略V20/2に設定して定電力化し、かつ始動電圧で
ある負荷開放電圧はV2Oより高いv 2o’ に設定
することができる。このため、開放電圧とランプ電圧の
関係に制約を受けずにランプ電力の安定化を図ることが
できる。
定電力化作用により、光出力のリップルが抑圧され、ち
らつきが減少する。また、定格動作条件を適切に設定す
れば、ランプの経時変化や電源変動に対して過電力とな
ることがないので、ランプの寿命が延長する。また、安
定器(点灯装置)自体も変動に対する余裕を持たせなく
ともよいため、安価に設計することができる0さらに、
負荷電圧を1/Nに分圧する分圧回路に非線形素子を用
い、分圧比Nを電圧v20近傍で非直線的に増大させる
ことにより、負荷開放電圧を部分的により高い電圧V2
゜゛ まて高めることができる。すなわち、定格動作点
を略V20/2に設定して定電力化し、かつ始動電圧で
ある負荷開放電圧はV2Oより高いv 2o’ に設定
することができる。このため、開放電圧とランプ電圧の
関係に制約を受けずにランプ電力の安定化を図ることが
できる。
[実施例]
以下図面を用いて本発明の詳細な説明する。
第1図は、本発明の一実施例に係る電源装置の構成を示
す。この装置は、直流電源1からの入力をスイッチング
レギュレータ2により降圧安定化して放電灯(ランプ)
3に供給し、ランプ3を定電力点灯するようにしたもの
である。
す。この装置は、直流電源1からの入力をスイッチング
レギュレータ2により降圧安定化して放電灯(ランプ)
3に供給し、ランプ3を定電力点灯するようにしたもの
である。
スイッチングレギュレータ2は、所定の電気量を一定と
すべく出力電流をパルス幅制御(PWM制御)する基本
的な構成のものに対し、上記所定の電気量として、電圧
または電流等のような単一電気量ではなく、電圧と電流
との関数を設定したことに特徴がある。すなわち、この
スイッチングレギュレータ2は、直流電源1からの電流
をオン・オフして出力するスイッチングトランジスタ2
1、スイッチングトランジスタ21の出力電流を平滑化
するダイオード22およびインダクタ23、ランプ電圧
VLを1/Nに分圧する分圧回路24、ランプ電流IL
を検出するための抵抗値rの抵抗25、基準電圧源26
、分圧回路24の出力電圧VL/Nと抵抗25の端子間
電圧rlLとの和Vt/N+rlLを基準電圧源2Bの
出力電圧V rel’と比較してその差電圧を誤差電圧
として出力する誤差増幅器27ならびに誤差増幅器27
の出力に応じたデユーティ比のパルスを発生して上記ト
ランジスタ21を駆動するPWM制御回路28を具備す
る。
すべく出力電流をパルス幅制御(PWM制御)する基本
的な構成のものに対し、上記所定の電気量として、電圧
または電流等のような単一電気量ではなく、電圧と電流
との関数を設定したことに特徴がある。すなわち、この
スイッチングレギュレータ2は、直流電源1からの電流
をオン・オフして出力するスイッチングトランジスタ2
1、スイッチングトランジスタ21の出力電流を平滑化
するダイオード22およびインダクタ23、ランプ電圧
VLを1/Nに分圧する分圧回路24、ランプ電流IL
を検出するための抵抗値rの抵抗25、基準電圧源26
、分圧回路24の出力電圧VL/Nと抵抗25の端子間
電圧rlLとの和Vt/N+rlLを基準電圧源2Bの
出力電圧V rel’と比較してその差電圧を誤差電圧
として出力する誤差増幅器27ならびに誤差増幅器27
の出力に応じたデユーティ比のパルスを発生して上記ト
ランジスタ21を駆動するPWM制御回路28を具備す
る。
次に、第1図の装置の作用を説明する。
スイッチングトランジスタ21は、PWM回路28のパ
ルス出力により駆動されて直流電源1からランプ3への
電流をオン・オフする。インダクタ23は、トランジス
タ21のオン時にこのオン電流を制限しながらランプ3
へ供給するとともに、電磁エネルギーを蓄積し、トラン
ジスタ21のオフ時にはこの蓄積した電磁エネルギーに
よりインダクタ23、ランプ3、ダイオード22および
インダクタ23からなる閉回路の電流を維持する。これ
により、ランプ3へはトランジスタ21とインダクタ2
3とにより限流され、かつインダクタ23とダイオード
22とにより平滑化された電流が供給される。
ルス出力により駆動されて直流電源1からランプ3への
電流をオン・オフする。インダクタ23は、トランジス
タ21のオン時にこのオン電流を制限しながらランプ3
へ供給するとともに、電磁エネルギーを蓄積し、トラン
ジスタ21のオフ時にはこの蓄積した電磁エネルギーに
よりインダクタ23、ランプ3、ダイオード22および
インダクタ23からなる閉回路の電流を維持する。これ
により、ランプ3へはトランジスタ21とインダクタ2
3とにより限流され、かつインダクタ23とダイオード
22とにより平滑化された電流が供給される。
分圧回路24はこのランプ3のランプ電圧vLを1/N
に分圧して誤差増幅器27の非反転入力端に供給する。
に分圧して誤差増幅器27の非反転入力端に供給する。
一方、誤差増幅器27の反転入力端には、基準電圧源2
5の出力電圧(基準電圧)Vrerが供給されている。
5の出力電圧(基準電圧)Vrerが供給されている。
ところで、ランプ3の負側端子すと基準電圧[25の基
準点aとの間にはランプ電流ILが流れる抵抗26が接
続されているため、ランプ3の負側端子、すなわち、分
圧回路の基準点すは、基準電圧源25の基準点aに対し
てrll、だけバイアスされていることになる。つまり
、a点を基準にすると、誤差増幅器27の非反転入力端
には電圧VL/N+rlLが印加され、反転入力端には
電圧V rcrが印加されていることになる。したがッ
テ、誤差増幅器27からは、Vrer−(VL /N+
rIL)なる誤差電圧が出力される。PWM制御回路2
8は、この誤差電圧に応じたデユーティ比のパルス幅を
発生しトランジスタ2[のベースを駆動する。これによ
り、ランプ3には、VL/N+ r I L−Vrel
’なる電流ILおよび電圧VLが供給され、PL−VL
IL−VL (vrer−VL/N)/rなるランプ電
力PLが供給される。
準点aとの間にはランプ電流ILが流れる抵抗26が接
続されているため、ランプ3の負側端子、すなわち、分
圧回路の基準点すは、基準電圧源25の基準点aに対し
てrll、だけバイアスされていることになる。つまり
、a点を基準にすると、誤差増幅器27の非反転入力端
には電圧VL/N+rlLが印加され、反転入力端には
電圧V rcrが印加されていることになる。したがッ
テ、誤差増幅器27からは、Vrer−(VL /N+
rIL)なる誤差電圧が出力される。PWM制御回路2
8は、この誤差電圧に応じたデユーティ比のパルス幅を
発生しトランジスタ2[のベースを駆動する。これによ
り、ランプ3には、VL/N+ r I L−Vrel
’なる電流ILおよび電圧VLが供給され、PL−VL
IL−VL (vrer−VL/N)/rなるランプ電
力PLが供給される。
この動作特性を第2図に示す。同図において、実線はラ
ンプ電圧対ランプ電流特性、破線はランプ電圧対ランプ
電力特性を示す。
ンプ電圧対ランプ電流特性、破線はランプ電圧対ランプ
電力特性を示す。
ここでは、ランプ3の定格動作点(VLS、 ILS
)が負荷開放電圧V 20 (−V rcr/ N )
の1/2、したがって、負荷短絡電流125 (−Vr
ef / r )の1/2となるように設定しである。
)が負荷開放電圧V 20 (−V rcr/ N )
の1/2、したがって、負荷短絡電流125 (−Vr
ef / r )の1/2となるように設定しである。
このように設定した場合の定格動作点は、第2図からも
明らかなように、ランプ電力ptsが極大の点であり、
傾きが零であるため、ランプ3の定格がばらつきや経時
変化等により多少変化したとしてもランプ電力PLSの
変化は微少であり、安定化する。また、VL /N+
r I L =Vref’となるように制御するのであ
るから、理想状態においてランプ電圧およびランプ電流
は電源電圧に依存しない。このため、ランプ電力は、電
源電圧変動に対しても充分に安定化される。
明らかなように、ランプ電力ptsが極大の点であり、
傾きが零であるため、ランプ3の定格がばらつきや経時
変化等により多少変化したとしてもランプ電力PLSの
変化は微少であり、安定化する。また、VL /N+
r I L =Vref’となるように制御するのであ
るから、理想状態においてランプ電圧およびランプ電流
は電源電圧に依存しない。このため、ランプ電力は、電
源電圧変動に対しても充分に安定化される。
第1図の装置においては、分圧回路24にゼナーダイオ
ード29が接続されており、ランプ電圧VI。
ード29が接続されており、ランプ電圧VI。
が所定値(ゼナーダイオード29のゼナー電圧Vz)を
超えたときの分圧比Nを非直線的に増大するようにして
いる。これにより、負荷開放電圧は、第2図に示すよう
に、ゼナーダイオード29がない場合のV2Oからv
2o’ に高めることができる。これにより、定電力性
を損なうことなく、ランプの始動電圧(−負荷開放電圧
)を高く設定することができ、設計上の制約が解消して
設計が容易になる。
超えたときの分圧比Nを非直線的に増大するようにして
いる。これにより、負荷開放電圧は、第2図に示すよう
に、ゼナーダイオード29がない場合のV2Oからv
2o’ に高めることができる。これにより、定電力性
を損なうことなく、ランプの始動電圧(−負荷開放電圧
)を高く設定することができ、設計上の制約が解消して
設計が容易になる。
[変形例]
なお、本発明は、上述の実施例に限定されることなく適
宜変形して実施することができる。例えば上述の実施例
においてはスイッチングレギュレータ2の直流出力によ
りランプ3を直接、直流点灯する例について説明したが
、この直流出力をブリッジインバータまたはペアレギュ
レータ、その他のインバータまたは高周波発生装置等に
より、低周波(例えば50.60または400Hz)ま
たは高周波(例えば20〜100kHz)に変換した出
力により交流または高周波点灯するようにしてもよい。
宜変形して実施することができる。例えば上述の実施例
においてはスイッチングレギュレータ2の直流出力によ
りランプ3を直接、直流点灯する例について説明したが
、この直流出力をブリッジインバータまたはペアレギュ
レータ、その他のインバータまたは高周波発生装置等に
より、低周波(例えば50.60または400Hz)ま
たは高周波(例えば20〜100kHz)に変換した出
力により交流または高周波点灯するようにしてもよい。
第1図は、本発明の一実施例に係る電源装置の概略の回
路構成図、 第2図は、第1図の電源装置の動作特性図である。 1:直流電源、2;スイッチングレギュレータ、3:ラ
ンプ、 21ニスイツチングトランジスタ、24:分圧回路、2
5:基準電圧源、26二ランプ電流検出用抵抗、27:
誤差増幅器、28:PWM制御回路、29:ゼナーダイ
オード。
路構成図、 第2図は、第1図の電源装置の動作特性図である。 1:直流電源、2;スイッチングレギュレータ、3:ラ
ンプ、 21ニスイツチングトランジスタ、24:分圧回路、2
5:基準電圧源、26二ランプ電流検出用抵抗、27:
誤差増幅器、28:PWM制御回路、29:ゼナーダイ
オード。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 1、直流入力をオン・オフするスイッチング素子と、 負荷電圧を1/Nに分圧した値と負荷電流をr倍した値
との和を一定とすべく上記スイッチング素子のオン・オ
フの周波数またはデューティ比を制御するパルス幅制御
回路とを具備することを特徴とする電源装置。 2、前記負荷電圧を1/Nに分圧した値と前記負荷電流
をr倍した値とを、定格動作点において、略等しくなる
ように設定した請求項1記載の電源装置。 3、前記負荷電圧を1/Nに分圧する分圧回路は、前記
負荷電圧が定格電圧の2倍を超えても該分圧回路の出力
が定格時の略2倍を超えないように非線形素子を含む請
求項2記載の電源装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63076471A JPH0817572B2 (ja) | 1988-03-31 | 1988-03-31 | 高圧放電ランプ点灯装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63076471A JPH0817572B2 (ja) | 1988-03-31 | 1988-03-31 | 高圧放電ランプ点灯装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH01252166A true JPH01252166A (ja) | 1989-10-06 |
| JPH0817572B2 JPH0817572B2 (ja) | 1996-02-21 |
Family
ID=13606089
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP63076471A Expired - Fee Related JPH0817572B2 (ja) | 1988-03-31 | 1988-03-31 | 高圧放電ランプ点灯装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0817572B2 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2016047635A1 (ja) * | 2014-09-25 | 2016-03-31 | ミドリ安全株式会社 | 電源装置 |
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| JPS51141488A (en) * | 1975-05-19 | 1976-12-06 | Leskin Morton B | Power source device |
| JPS5258277A (en) * | 1975-11-07 | 1977-05-13 | Toshiba Electric Equip | Discharge lamp ignition device |
| JPS57109298A (en) * | 1980-12-26 | 1982-07-07 | Toshiba Electric Equip | Device for firing discharge lamp |
| JPS5960885A (ja) * | 1982-09-29 | 1984-04-06 | 東芝ライテック株式会社 | 放電灯点灯装置 |
| JPS61227675A (ja) * | 1985-03-30 | 1986-10-09 | Toshiba Electric Equip Corp | トランジスタインバ−タ |
| JPS62132689U (ja) * | 1986-02-10 | 1987-08-21 | ||
| JPS62229690A (ja) * | 1986-03-31 | 1987-10-08 | 東芝ライテック株式会社 | 高演色形高圧ナトリウムランプ用放電灯点灯装置 |
| JPS62259391A (ja) * | 1986-03-28 | 1987-11-11 | エヌ・ベ−・フイリツプス・フル−イランペンフアブリケン | 高圧放電灯作動用回路配置 |
-
1988
- 1988-03-31 JP JP63076471A patent/JPH0817572B2/ja not_active Expired - Fee Related
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
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