JPH03117370A

JPH03117370A - 電源装置および放電灯点灯装置

Info

Publication number: JPH03117370A
Application number: JP1250846A
Authority: JP
Inventors: Tsutomu Kakiya; 勉垣谷; Hirokazu Otake; 寛和大武
Original assignee: Toshiba Lighting and Technology Corp
Current assignee: Toshiba Lighting and Technology Corp
Priority date: 1989-09-27
Filing date: 1989-09-27
Publication date: 1991-05-20
Anticipated expiration: 2010-05-15
Also published as: JPH0744838B2

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】〔発明の目的〕（産業上の利用分野）本発明は、たとえば電力帰還回路などの部分平滑回路を
備えた電源装置または放電灯点灯装置に関する。

（従来の技術）従来のこの種の放電灯点灯装置としては、たとえば第７
図に示す構成の回路が知られている。

これは、交流電源１に整流回路２が接続され、この整流
回路２にコンデンサ３およびダイオード４の直列回路か
らなる部分平滑回路が接続されている。これらコンデン
サ３およびダイオード４の両端にはインバータ回路５が
接続されている。このインバータ回路５は、コンデンサ
３およびダイオード４の直列回路に、コンデンサ６およ
びトランジスタ７のコレクタ・エミッタの直列回路が並
列に接続され、コンデンサ３およびダイオード４の接続
点と、コンデンサ６およびトランジスタ７の接続点との
間にインダクタ８が接続され、さらに、コンデンサ６に
トランス９の一次巻線が接続されている。そして、この
トランス９の二次巻線は、インダクタ１０を介して放電
灯１１の両フィラメントに接続され、この放電灯１１の
フィラメント間には始動用のコンデンサ１２が接続され
ている。

そして、交流電源１の交流を整流回路２で整流し、部分
平滑回路のコンデンサ３で平滑し、インバータ回路５に
て逆変換して、放電灯１１を点灯している。

（発明が解決しようとする課題）しかしながら、上記第７図に示す構成の回路では、コン
デンサ３が放電し、インバータ回路５に電流を供給する
とき、第８図に示すように交流電源１から電源電流Ｉ　
Ｉｎは流れていない。このため、電源電流Ｉｉｎは台形
波状となり、高周波を含んだり、入力力率が低下する問
題を有している。

なお、第８図においてＶｌ。は交流電源１の出力電圧波
形、ＶＤＣは整流回路２の出力電圧波形を示す。

本発明は、上記問題点に鑑みなされたもので、入力電流
を正弦波交流に近づけ、高周波を少なく、かつ、入力力
率の低下を防止できる電源装置および放電灯点灯装置を
提供することを目的とする。

〔発明の構成〕

（課題を解決するための手段）請求項１記載の電源装置は、交流電源および負荷の間に
介在した整流回路と、この整流回路の出力側に設けられ
、前記整流回路の出力電圧値が自己の電圧値より低い間
前記整流回路に代って前記負荷に給電する部分平滑回路
と、前記整流回路および前記部分平滑回路間に接続され
た逆流防止用のダイオードと、前記整流回路の出力側に
前記逆流防止用のダイオードを介して前記部分平滑回路
に並列的に接続された、前記部分平滑回路の給電期間に
ほぼ同期してオンするスイッチング素子およびインピー
ダンス素子を有してなる直列回路とを具備したものであ
る。

請求項２記載の電源装置は、請求項１記載の電源装置に
おいて、前記負荷として他励式インバータ回路を接続し
、前記インピーダンス素子は前記他励式インバータ回路
の制御部用電源トランスを兼用するものである。

請求項３記載の放電灯点灯装置は、インバータ回路に放
電ランプを接続した請求項２記載の電源装置を用いたも
のである。

（作用）請求項１記載の電源装置は、整流回路で交流電源の交流
を整流し、この整流された脈流を部分平滑回路で平滑す
る。この部分平滑回路が放電しているときは、スイッチ
ング素子をオンし、インピーダンス素子に電流を流し、
部分平滑回路が放電していないときは、スイッチング素
子をオフし、交流電源からの入力電流を正弦波とする。

また、ダイオードで、部分平滑回路の放電時の逆流を特
徴する請求項２記載の電源装置は、請求項１記載の電源装置に
おいて、部分平滑回路からの出力をインバータ回路に供
給するとともに、インバータ回路の制御回路の電源を制
御部用電源トランスにて供給する。

請求項３記載の放電灯点灯装置は、請求項２記載の電源
装置において、インバータ回路の出力にて放電灯を点灯
する。

（実施例）以下、本発明の一実施例の電源装置を第１図を参照して
説明する。

第１図において、２１は商用交流電源で、この商用交流
電源２１にはローパスフィルタ２２が接続されている。

このローパスフィルタ２２は、商用交流電源２１の両端
にコンデンサ２３が接続され、このコンデンサ２３の一
端にはトランス２４の一次巻線２５の一端が、コンデン
サ２３の他端にはトランス２４の二次巻線２６の一端が
接続され、−次巻線２５の他端および二次巻線２６の他
端間にはコンデンサ２７が接続されている。そして、こ
のコンデンサ２７には整流回路２８の交流入力端が接続
され、直流出力端には、スイッチング素子２９およびイ
ンピーダンス素子としての抵抗３０の直列回路が接続さ
れている。さらに、整流回路２８の正出力端に逆流防止
用のダイオード３１が接続され、このダイオード３Ｉを
介してＰＦ回路の部分平滑回路３２が接続されている。

この部分平滑回路３２は、ダイオード３１を介した整流
回路２８の直流出力端にコンデンサ３３およびダイオー
ド３４の直列回路が接続され、コンデンサ３３およびダ
イオード３４の接続点にダイオード３５が接続されてい
る。そして、ダイオード３１を介した整流回路２８の正
出力端と、整流回路２８の負出力端と、ダイオード３５
のカソードとがインバータ回路３６に接続されている。

次に、この第１図に示す回路の動作について第２図を参
照して説明する。

まず、交流電源２１の交流電圧Ｖ４１．を整流回路２８
で整流して脈流電圧Ｖ　ＩＴＩＩａとし、部分平滑回路
３２で平滑して平滑電圧Ｖ。、１．を出力する。この平
滑に際しては、部分平滑回路３２のコンデンサ３３の放
電時（ｔ　ｏ＜　ｔ　＜　ｔ　１　、　　ｔ　２　＜　
ｔ　＜　ｔ　３）、すなわちダイオード３４のオン時に
は、スイッチング素子２９がオンされ、抵抗３０には電
流ＩＲ，が流れる。また、コンデンサ３３の充電時（１
，＜１＜ｔ２）、すなわちダイオード３１のオン時には
、ダイオード３１に電流ＩＤ、が流れる。

したがって、入力電流１　ｌ＋＋１は、電流Ｉ　Ｒ＋と
の和になるので正弦波交流となる。

また、第１図に示す電源装置を用いた放電灯点灯装置を
第３図を参照して説明する。

この放電灯点灯装置は、商用交流電源２１にヒユーズ４
１および定電圧素子４２を介して、ローパスフィルタ２
２および整流回路２８が縦続接続されている。

そして、この整流回路２８の直流出力端間には、抵抗３
０およびスイッチング素子としてのトランジスタ４３の
エミッタ・コレクタが直列に接続されている。また、整
流回路２８の正側直流出力端には、ダイオード３１が、
トランジスタ４３のベースには抵抗４４が、負側直流出
力端には抵抗４５が接続され、部分平滑回路３２が接続
されている。この部分平滑回路３２は、ダイオード３１
と、抵抗４５との間に、インダクタ４６、コンデンサ３
３およびダイオード３４が直列に接続され、ダイオード
３４と抵抗４５との接続点に抵抗４４が接続され、コン
デンサ３３とダイオード３４との接続点にダイオード３
５が接続されている。

そして、ダイオード３１およびインダクタ４６の接続点
と、ダイオード３５と、ダイオード３４および抵抗４５
の接続点とが、インバータ回路３６に接続されている。

このインバータ回路３６は、ダイオード３１およびイン
ダクタ４６の接続点と、ダイオード３５との間に、−次
巻線４７および二次巻線４８が絶縁された出力のトラン
ス４９の一次巻線４７が接続され、この−次巻線４７に
は、コンデンサ５０が並列に接続されている。また、二
次巻線４８の一端には抵抗５１が接続され、この抵抗５
１には、−次巻線５２および二次巻線５３が絶縁された
可飽和変流器５４の一次巻線５２が接続されている。さ
らに、コンデンサ５０および一次巻線４７と、ダイオー
ド３４および抵抗４５との間にはトランジスタ５４のエ
ミッタ・コレクタおよび抵抗５５の直列回路が接続され
、このトランジスタ５４および抵抗５５の直列回路には
、ダイオード５６およびコンデンサ５７の直列回路が並
列に接続されている。また、コンデンサ５０および一次
巻線４７の接続点とトランジスタ５４のベースとの間に
は、トランジスタ５４の起動用の抵抗５８が接続され、
トランジスタ５４のベースと、抵抗４５および抵抗５５
の接続点との間にはダイオード５９およびコンデンサ６
０が直列に接続され、このコンデンサ６０には、抵抗６
１が並列に接続されている。さらに、トランジスタ５４
のベースには、二次巻線５３の一端が接続され、この二
次巻線５３の他端はダイオード６２を介して、抵抗４５
および抵抗５５の接続点に接続されている。

また、二次巻線５３にはダイオード６３が並列に接続さ
れ、ダイオード６２にはコンデンサ６４が並列に接続さ
れている。

そして、このインバータ回路３６の化カドランス４９の
二次巻線４８の一端と抵抗を介した他端との間には螢光
ランプなどの放電灯６５のフィラメント６６、６７が接
続され、これらフィラメント６６、　６７間には、コン
デンサ６８が接続されている。

次に、上記第３図に示す回路の動作について説明する。

商用交流電源２１の交流を整流回路２８で整流し、部分
平滑回路３２で平滑する。平滑に際しては、コンデンサ
３３が放電するとき、ダイオード３４がオンして、トラ
ンジスタ４３がオンし、抵抗３０に電流が流れる。また
、コンデンサ３３が放電していないときには、ダイオー
ド３１に整流回路２８から電流が供給され、整流回路２
８から供給される電流は正弦波となる。

そして、整流、平滑された電力は、インバータ回路３６
に供給され、インバータ回路３６は、可飽和変流器５４
等に従ってトランジスタ５４をオン、オフ制御し、直流
を交流に逆変換する。そうして放電灯６５を点灯させる
。

また、他の実施例を第４図を参照して説明する。

この第４図に示す回路は、商用交流電源２１に整流回路
２８の交流入力端が接続され、この整流回路２８の直流
出力端に、ダイオード３１を介して部分平滑回路３２が
接続され、この部分平滑回路３２は、コンデンサ３３、
ダイオード３４および抵抗７１の直列回路と、コンデン
サ３３およびダイオード３４の接続点に接続されたイン
ダクタ７２とにて形成されている。そして、この部分平
滑回路３２のダイオード３１およびコンデンサ３３の接
続点と、インダクタ７２と、整流回路２８の負出力端に
インバータ回路３６が接続され、このインバータ回路３
６は制御部７３とインバータ部７４とを有する他励式で
ある。

このインバータ回路３６のインバータ部７４は、ダイオ
ード３１およびコンデンサ３３の接続点とインダクタ７
２との間に出カドランス４９の一次巻線４７が接続され
、この−次巻線４７にはコンデンサ５０が接続され、コ
ンデンサ５Ｇおよび一次巻線４７にトランジスタ５４の
コレクタが接続され、トランジスタ５４のエミッタが整
流回路２８の負出力端に接続され、このトランジスタ５
４のコレクタ・エミッタ間には逆並列にダイオード７５
が接続されている。また、出カドランス４９の二次巻線
４８にてインバータ回路３６の交流出力端が形成されて
いる。さらに、整流回路２８の直流出力端間には、−次
巻線７６と二次巻線７７とが絶縁されたインピーダンス
素子としての制御部用電源トランス７８の一次巻線７６
およびスイッチング素子２９が直列に接続されている。

また、このトランス７８の二次巻線７７には、インバー
タ回路３６の制御部７３の電源回路７９が接続され、こ
の電源回路７９には制御回路８０が接続されている。ま
たさらに、制御回路８Ｇはダイオード３４および抵抗７
１の接続点から帰還信号を入力し、前記スイッチング素
子２９を制御するとともに、前記トランジスタ５４のベ
ースに接続された駆動回路８１に接続され、この駆動回
路８１を制御する。

そうして、インバータ回路３６の二次巻線４８にリアク
タ９１を介して、放電灯６５のフィラメント６６゜６７
に接続され、これらフィラメント間にはコンデンサ６８
が接続されている。

次に、この第４図に示す放電灯点灯装置の動作について
説明する。

まず、商用交流電源２１の交流電力を整流回路２８で整
流し、部分平滑回路３２で平滑し、インバータ回路３６
に電力を供給する。そして、インバータ回路３６にて逆
変換して、放電灯６５を点灯する。また、インバータ部
７４は、制御回路８０に従って、発振を行なう。さらに
、コンデンサ３３の放電を制御回路８０にて検知し、コ
ンデンサ３３の放電時にはスイッチング素子２９をオン
し、入力端子が遮断されるのを防止し、入力電流を正弦
波にする。

さらに、他の実施例を第５図を参照して説明する。

商用交流電源２１に、ヒユーズ４１および定電圧素子４
２を介してローパスフィルタ２２が接続されている。こ
のローパスフィルタ２２は、コンデンサ２３゜２７およ
び一次巻線２５と二次巻線２６とが絶縁されたトランス
２４にて形成されている。また、このローパスフィルタ
２２には、リアクタ９１を介して、整流回路２８に接続
され、この整流回路２８は、逆流防止用のダイオード３
１および抵抗４５を介して部分平滑回路３２に接続され
ている。そして、この部分平滑回路３２は、ダイオード
３１お侭び抵抗４５間にコンデンサ３３、インダクタ４
６およびダイオード３４の直列回路が接続され、インダ
クタ４６およびダイオード３４の接続点にダイオード３
５が接続されている。さらに、この部分平滑回路３２に
は、インバータ回路３６が接続されている。

このインバータ回路３６はインバータ部７４と制御部７
３とから形成され、この制御部７３は電源回路７９、制
御回路８０および駆動回路８１にて形成されている。そ
して、インバータ部７４はダイオード３１およびコンデ
ンサ３３の接続点とダイオード３５のカソードとの間に
出カドランス４９の一次巻線４７が接続され、この−次
巻線４７にはコンデンサ５０が並列に接続され、コンデ
ンサ５０および一次巻線４７の接続点と抵抗４５との間
には電界効果トランジスタ９３のドレイン・ソースが接
続されている。また、出カドランス４９の二次巻線４８
は、インバータ回路３６の出力端を形成している。

さらに、整流回路２８の直流出力端間には、トランス７
８の一次巻線７６およびスイッチング素子としての電界
効果トランジスタ９４が接続されている。

また、トランス７８の二次巻線７７は、インバータ回路
３６の制御部７３の電源回路７９に接続され、この電源
回路７９は、二次巻線７７に交流入力端が接続された整
流回路９５と、この整流回路９５の直流出力端間に接続
されたコンデンサ９６とで構成され、整流回路９５の負
出力端は、整流回路２８の負出力端に接続され、共通電
位となっている。さらに、電源回路７９のコンデンサ９
６の両端には制御回路８０が接続されている。この制御
回路８０は、ＩＣ回路１０１を有しており、このＩＣ回
路１０１は、コンパレータ１０２　、　１０３　、オペ
アンプ＋０４　、ＲＥＦＩ０６．０３ＣＩＯ？およびト
ランジスタ１０８　、　１０９を備えている。

また、コンデンサ９６の両端には、アンド回路１１０の
基準電位入力端が接続され、このアンド回路１１０の出
力端は抵抗ＩＩ＋を介して電界効果トランジスタ９４の
ゲートに接続され、アンド回路＋１０の一方の入力端は
ＩＣ回路＋０１のトランジスタ１０８のエミッタに接続
され、他方の入力端は、コンデンサ９６の両端間に接続
された抵抗１１２およびトランジスタ１１３のコレクタ
・エミッタの直列回路の抵抗１１２およびトランジスタ
＋１３のコレクタの接続点に接続されている。さらに、
このトランジスタ＋１３のベースはツェナダイオード１
１４および抵抗１１５を介して抵抗４５に接続されてい
る。また、コンパレータ１０２の非反転入力端およびコ
ンパレータ１０３の非反転入力端は、整流回路９５の負
出力端に接続され、コンパレータ１０２の反転入力端は
、抵抗１１６を介してＲＥ　Ｆ　１０６に接続されてい
る。さらに、整流回路９５の正出力端は抵抗１１７を介
してトランジスタ１０８のコレクタに接続され、負出力
端は、発振制御するコンデンサ１１８、抵抗１１９およ
び可変抵抗＋２０にて形成されるＣＲ回路を介してＯＳ
　ＣＩＯ２に接続される。一方、ダイオード３１を介し
た整流回路２８の両端間に、コンデンサ１２１１抵抗１
２２および抵抗１２３の直列回路が接続され、抵抗１２
２および抵抗１２３の接続点には、トランジスタ１２４
のベースが接続され、トランジスタ１２４のコレクタは
抵抗１２５を介してダイオード３！に、エミッタは整流
回路９５の正出力側に接続されている。また、駆動回路
８１は、中点を有する一次巻線１２６と二次巻線＋２７
とが絶縁された駆動トランス１２８を備え、−次巻線１
２６の一端は、ダイオード＋２９を介してトランジスタ
１０９のエミッタおよび整流回路９５の負出力端に接続
され、他端はトランジスタ１０９のコレクタに接続され
、中点は抵抗＋３０を介して整流回路９５の正出力側に
接続されている。また、二次巻線１２７の一端は、抵抗
１３２、抵抗　１３３およびダイオード１３４を介して
電界効果トランジスタ９３のゲートに接続され、他端は
抵抗４５に接続されている。

そうして、インバータ回路３もの出力端である出カドラ
ンス４９の二次巻線４８の両端に放電灯６５のフィラメ
ント６６、６７が接続され、また、これらフィラメント
６６、６７間には始動用のコンデンサ６８が接続されて
いる。

次に、第５図に示す回路の動作を第６図を参照して説明
する。

まず、商用交流電源２１の交流を、整流回路２８で整流
し、部分平滑回路３２で平滑して、インバータ回路３６
で逆変換し、放電灯６５を点灯する。このインバータ回
路３６の発振に際しては、可変抵抗１２Ｇの抵抗値を変
化させて、発振周波数を設定し、制御回路８０にて駆動
回路８１を駆動させ、電界効果トランジスタ９３をオン
、オフして、出カドランス４９の二次巻線４８に交流を
誘起させる。部分平滑回路３２で平滑するに際しては、
コンデンサ３３が放電するときは、電界効果トランジス
タ９４をオンする。

すなわち、第６図に示すように、アンド回路＋１０の一
方の入力端子には常にクロックパルスｖＡ□を入力させ
、コンデンサ３３が放電したとき（ｔｏ　＜ｔ　＜　ｔ
　Ｉ、　　ｔ　２　＜　ｔ　＜　ｔ　４．　　ｔ　９　
＜　ｔ　６）　、ツェナダイオード１１４がオフしてト
ランジスタ１１３をオフし、アンド回路１１０の他方の
入力端子に、信号Ｖｌ１２を人力し、アンド回路＋１０
にパルス電圧■ｃ２を出力させ、電界効果トランジスタ
９４をオンさせ、負荷電流ＩＲ，を流し、入力電流１１
．２を正弦波交流にする。

〔発明の効果〕

請求項１記載の電源装置によれば、部分平滑回路の放電
時にスイッチング素子をオンし、整流回路からの電流を
インピーダンス素子に流すようにしたことにより、入力
電流を正弦波交流に近づけることができるので、高周波
を少なく、かつ、入力力率の低下を防止することができ
る。

請求項２記載の電源装置によれば、インピーダンス素子
にトランスを用いので、部品点数の増加を抑えることが
できる。

請求項３記載の放電灯点灯装置によれば、放電ランプを
点灯させても、高周波を少なく、かつ、入力力率の低下
を防止できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例の電源装置を示すブロック図
、第２図は同上動作波形図、第３図は他の実施例の放電
灯点灯装置を示す回路図、第４図はまた他の実施例を示
すブロック図、第５図はさらに他の実施例を示す回路図
、第６図は同上動作を示す波形図、第７図は従来例の電
源装置を示す回路図、第８図は同上動作を示す波形図で
ある。２１・・交流電源、２８・・整流回路、２９・・スイッ
チング素子、３０・・インピーダンス素子としての抵抗
、３１・・ダイオード、３２・・部分平滑回路、３６・
・インバータ回路、４３・・スイッチング素子としての
トランジスタ、６５・・放電ランプ、７８・・制御部用
電源トランス、９４・・スイッチング素子としての電界
効果トランジスタ。

Claims

【特許請求の範囲】

（１）交流電源および負荷の間に介在した整流回路と、この整流回路の出力側に設けられ、前記整流回路の出力
電圧値が自己の電圧値より低い間前記整流回路に代って
前記負荷に給電する部分平滑回路と、前記整流回路および前記部分平滑回路間に接続された逆
流防止用のダイオードと、前記整流回路の出力側に前記逆流防止用のダイオードを
介して前記部分平滑回路に並列的に接続された、前記部
分平滑回路の給電期間にほぼ同期してオンするスイッチ
ング素子およびインピーダンス素子を有してなる直列回
路と、を具備したことを特徴とする電源装置。
（２）前記負荷として他励式インバータ回路を接続し、
前記インピーダンス素子は前記他励式インバータ回路の
制御部用電源トランスを兼用することを特徴とする請求
項１記載の電源装置。
（３）インバータ回路に放電ランプを接続した請求項２
記載の電源装置を用いたことを特徴とする放電灯点灯装
置。