JPH04101395A - 白熱電球用高周波コンバータ - Google Patents

白熱電球用高周波コンバータ

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JPH04101395A
JPH04101395A JP2217189A JP21718990A JPH04101395A JP H04101395 A JPH04101395 A JP H04101395A JP 2217189 A JP2217189 A JP 2217189A JP 21718990 A JP21718990 A JP 21718990A JP H04101395 A JPH04101395 A JP H04101395A
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capacitor
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Masae Sugawara
菅原 正栄
Tsuneo Ikegami
池上 恒男
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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〕 本発明は、白熱電球を駆動するための回路に係り、特に
、AC−DC−AC変換を行って得られた高周波により
白熱電球を駆動する白熱電球用高周波コンバータに関す
る。
〔従来の技術〕
第3図は従来の白熱電球用高周波コンバータを示す回路
図である。
交流電源(50または60Hzの商用交流電源)V +
 nにはダイオードブリッジ1が接続され、その出力端
に平滑用コンデンサ2が接続されている。
この平滑用コンデンサ2と並列に、第1のコンデンサ3
及び第2のコンデンサ4が直列にした状態で接続されて
いる。
また、コンデンサ2には、トランジスタ5 (Q2)及
びトランジスタ6(Ql)が5EPP回路(Singl
e Ended Pu5h Pu1l C1rcuit
 ニシングル・エンデッド・プッシュプル回路)を構成
するように接続されている。トランジスタ5,6のコレ
クタとエミッタ間には、フライホイールダイオード7.
8の各々が接続されている。
トランジスタ5,6の出力点と、コンデンサ3と4の接
続点との間には、第1の変圧器9 (TI)、第2の変
圧器10(T2)、第3の変圧器II(T3)が直列接
続した状態で挿入されている。変圧器9及び変圧器10
は、各1つの二次巻線を有し、変圧器11は2つの二次
巻線を有している。その一方はトランジスタ5のベース
とエミッタ間に印加され、他方はトランジスタ6のベー
スとエミッタ間に印加される。
変圧器9及び変圧器10の二次巻線は、出力が直列接続
され、その中点は接地(FG:フレームグランド)され
ており、出力端間には白熱電球が接続される。また、こ
の出力端の一方には、整流用のダイオード12が接続さ
れ、このダイオード12に平滑用のチョークコイル13
が直列接続されている。チョークコイル13の出力と変
圧器9及び変圧器lOの他方の出力端との間には、平滑
用のコンデンサ14が接続されており、その端子間にラ
ンプ冷却用の不図示のファン(直流モータ)が負荷とし
て接続される。
さらに、ダイオードブリッジ1の出力間には、抵抗15
とコンデンサ16の直列回路が接続されている。そして
、両者の接続点とトランジスタ60ベースとの間にトリ
ガー素子(シリコン双方向スイッチング素子)17が接
続されている。
次に、以上の構成による高周波コンバータの動作につい
て、第4図を参照して説明する。
電源スィッチ(不図示)かオンにされると、整流出力は
抵抗15を介してコンデンサ16を充電する。その電荷
がトリガー素子17のスイッチング電圧を越えると、ト
ランジスタ6のベースに電流が供給され、トランジスタ
6がオンになる。このトランジスタ6のオンによって、
コンデンサ3→変圧器11→変圧器10→変圧器9→ト
ランジスタ6のコレクタ→トランジスタ6のエミッタの
経路で電流が流れ始める。
変圧器11に電流が流れることにより、トランジスタ6
のベースに正帰還電流が供給され、トランジスタ6のコ
レクタ電流は増大するが、その増加はコンデンサ3及び
コンデンサ4のために抑制され、ついにはトランジスタ
6には電流が流れなくなる。
こののち、変圧器11のフライバック電圧によってトラ
ンジスタ5にベース電流が供給され、トランジスタ5の
コレクタ→トランジスタ5のエミッタ→変圧器9→変圧
器lO→変圧器11→コンデンサ4の経路で電流が流れ
始める。このとき、変圧器11によってトランジスタ6
のベースに正帰還電流が流れるため、トランジスタ5の
コレクタ電流が増大するが、コンデンサ3及びコンデン
サ4のためにコレクタ電流の増加は制限され、ついには
トランジスタ5のコレクタには電流が流れなくなり、ト
ランジスタ5はオフになる。
以上の動作は、変圧器9,10.11の直列インピーダ
ンスと、コンデンサ3,4の並列容量との時定数により
決まる発振周波数によってトランジスタ5,6が交互に
オンを繰り返すように動作する。このとき、高周波電源
コンデンサ2を小さい値に選んでいるため、整流電圧は
第2図に示すようになる。入力電圧■1..が0付近を
通過する時点で入力電圧が成る値になると、抵抗15と
コン時間)だけ遅れてトランジスタ6のベースに電流■
式のようになる。
但し、RL :白熱電球抵抗値 ■、1:入力電圧 V、、:ダイオードブリッジ降下電圧 Ns :変圧器9,10の二次巻数和 NP :変圧器9,10の一次巻数和 VT3.変圧器11の一次降下電圧 f :商用電源周波数 t。。ニスイツチング動作開始時間 t、II ニスイツチング動作終了時間Tof+ニスイ
ツチングによる高周波発振停止時間 ここで、上記の式■から明らかなように、入力電圧■1
oが高くなり、或いは白熱電球の抵抗値が小さくなると
、出力電力P。Ulは大きく増えることになる。
〔発明が解決しようとする課題〕
上記した従来の白熱電球用高周波コンバータにあっては
、通常のPWM (パルス幅変調)または周波数変調に
よる制御が難しく、入力電圧変動や出力負荷変動により
出力電力が大きく変動するという問題がある。
本発明の目的は、上記した従来技術の実情に鑑みてなさ
れたものであり、入力電圧変動や出力負荷変動によらず
出力電力を一定にできるようにした白熱電球用高周波コ
ンバータを提供することにある。
〔課題を解決するための手段〕
上記目的を達成するために、本発明は、整流電源出力間
に直列挿入される同極性の一対のトランジスタと、前記
整流電源出力間に直列にして接続される第1.第2のコ
ンデンサと、該2つのコンデンサの接続点と前記一対の
トランジスタの出力点との間に直列に挿入されると共に
白熱電球に電力を供給するための二次巻線を備えた第1
.第2の変圧器と、該2つの変圧器に直列接続されると
共に2つの二次巻線を備え、その各出力が前記2つのト
ランジスタの各々に印加される第3の変圧器と、前記整
流電源出力間に抵抗を介して接続されるコンデンサと、
該コンデンサに接続されて該コンデンサが所定の充電電
圧に達したときに前記トランジスタのうちの低電位側の
ベースにトリガを印加するトリガ素子とを備えた白熱電
球用高周波コンバータにおいて、前記一対のトランジス
タのコレクタまたはエミッタの電流を検出する電流検出
手段と、該手段の検出値に基づいて前記コンデンサに対
する充電時間を制御する制御手段とを設ける構成にして
いる。
〔作用〕
上記した手段によれば、交互にオン動作をするトランジ
スタの一方の高周波発振の開始点(休止時間)を決定す
るコンデンサの充電時間がトランジスタに流れる電流値
に応じて制御される。したがって、入力電圧の変化や出
力負荷の変化があっても出力電力を一定にすることかで
きる。
〔実施例〕
以下、本発明の一実施例を図面に基づいて説明する。
第1図は本発明による白熱電球用高周波コンバータの一
実施例を示す回路図である。なお、第1図においては、
第3図と同一であるものには同一引用数字を用いたので
、以下、重複する説明を省略する。
この実施例では、抵抗15と負電源出力間にツェナーダ
イオード18が接続され、このツェナーダイオード18
に抵抗19と抵抗20の直列回路が並列接続されている
。抵抗19と抵抗20の接続点には、エミッタ接地接続
のトランジスタ21のベースが接続され、このトランジ
スタ21にはPNP形のトランジスタ22のベースが接
続されている。
トランジスタ22のコレクタは、コンデンサ16を介し
てトランジスタ6のエミッタに接続されている。また、
トランジスタ22のコレクタにはトリガー素子17が接
続され、その他端はトランジスタ6のベースに接続され
ている。トランジスタ22のエミッタは、抵抗23を介
して抵抗15とツェナーダイオード18のカソードとの
接続点に接続されている。さらに、抵抗15とツェナー
ダイオード18のカソードとの接続点とトランジスタ2
2のコレクタとには、抵抗24が接続されている。
さらに、ダイオードブリッジlの出力端とトランジスタ
5のコレクタとの間には、電流検出手段としての第4の
変圧器25(T4)が挿入接続され、その二次側巻線間
には抵抗26が接続されている。抵抗26の一端には、
ダイオード27のカソードが接続されている。このダイ
オード27のアノードと抵抗26の他端には高周波バイ
パス用のコンデンサ28が接続され、この両端に抵抗2
9及びコンデンサ30より成る平滑回路か接続されてい
る。この負電圧出力に対し、トリガー素子31のアノー
ドが接続され、そのカソードはトランジスタ21のベー
スに接続されている。
次に、以上の構成による実施例の動作について、第2図
を参照して説明する。
電源がオンにされると、電流が抵抗15→抵抗19→抵
抗20の経路で流れ、抵抗20に電圧が生じる。これに
よってトランジスタ21かオンし、ついでトランジスタ
22のベースにバイアスか供給され、トランジスタ22
はオンになる。
トランジスタ22がオンすることにより、抵抗15、抵
抗23及びトランジスタ22を介してコンデンサ16に
充電電流が流れる。コンデンサ16の充電が進行し、ト
リガー素子17の≠テナー電圧を越えると、トリガー素
子17に電流が流れ、これがトランジスタ6のベースに
供給されることにより、トランジスタ6がオンになる。
以上の動作は10mSごとに第3図で説明したような動
作が繰り返され、その度に変圧器25に出力電圧VT4
が生じる。この出力電圧V工、は次のように示される。
ここで、V 3. > V o sとすると、式■は次
のようになる。
但し、NF2  S 4 V 、e oB L 変圧器25の一次巻数 変圧器25の二次巻数 入力電圧 ダイオードブリッジの降下電圧 T1.T2の一次インピーダンス の和 R1:抵抗26の抵抗値。
式■より明らかなように、V工、は入力電圧に比例して
出力される。この出力電圧によりトランジスタ21のベ
ース電流がツェナーダイオード31によって制御される
。すなわち、コンデンサ16の充電電圧がトリガー素子
17のオン電圧に達するとトリガー素子17に電流が流
れ、トランジスタ6にベース電流が供給されるまでの時
間(休止時間)を制御する。
トランジスタ6にベース電流が供給されると、トランジ
スタ6のコレクタ電流は、コンデンサ3とコンデンサ4
→変圧器11→変圧器10→変圧器9→トランジスタ6
のコレクタ→トランジスタ6のエミッタの経路で流れる
。さらに、変圧器1す3とコンデンサ4によって制限さ
れ、ついには流れなくなってトランジスタ6がオフにな
る。
次に、変圧器11のフライバック電圧によりトランジス
タ5にベース電流が供給される。これにより、トランジ
スタ5のコレクタ→トランジスタ5のエミッタ→変圧器
9→変圧器lO→変圧器11→コンデンサ3とコンデン
サ4の経路で流れる。
さらに、変圧器11によってトランジスタ5にベース電
流が供給され、トランジスタ5のオン電流は増加する。
しかし、トランジスタ5のオン電流は、コンデンサ3と
コンデンサ4によって制限され、ついには流れなくなっ
てトランジスタ5かオフになる。
以上の動作は、変圧器9,10.11の直列インピーダ
ンスと、コンデンサ3.4の並列容量との時定数により
決まる発振周波数によってトランジスタ5,6が交互に
オンを繰り返すように動作する。このときの出力電力P
。IJTは、前記した式0式% 変圧器25の出力電圧は、式■から明らかなように入力
電圧に比例し、トランジスタ5,6の負荷インピーダン
スに反比例して変化する。このため、入力電圧や出力負
荷変化による出力電力の変化を少なくすることができる
なお、上記実施例においては、Vl、、の周期を10m
5にしたが、これは商用電源の50Hzを想定して定め
たものである。したがって、60)1zの場合は約8m
sになる。しかし、■1..の周期は、これらに限定さ
れるものではなく、その他の商用電源周波数でも可能で
ある。
〔発明の効果〕
以上より明らかなように、本発明によれば、整流電源出
力間に直列挿入される同極性の一対のトランジスタと、
前記整流電源出力間に直列にして接続される第1.第2
のコンデンサと、該2つのコンデンサの接続点と前記一
対のトランジスタの出力点との間に直列に挿入されると
共に白熱電球に電力を供給するだめの二次巻線を備えた
第1゜第2の変圧器と、該2つの変圧器に直列接続され
ると共に2つの二次巻線を備え、その各出力が前記2つ
のトランジスタの各々に印加される第3の変圧器と、前
記整流電源出力間に抵抗を介して接続されるコンデンサ
と、該コンデンサに接続されて該コンデンサが所定の充
電電圧に達したときに前記トランジスタのうちの低電位
側のベースにトリガを印加するトリガ素子とを備えた白
熱電球用高周波コンバータにおいて、前記一対のトラン
ジスタのコレクタまたはエミッタの電流を検出する電流
検出手段と、該手段の検出値に基づいて前記コンデンサ
に対する充電時間を制御する制御手段とを設けたので、
入力電圧の変化や出力負荷の変化があっても出力電力を
一定にすることができる。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明による白熱電球用高周波コンバータの一
実施例を示す回路図、第2図は第1図の実施例の動作を
示す波形図、第3図は従来の白熱電球用高周波コンバー
タを示す回路図、第4図は第3図の回路の動作を示す波
形図である。 l・・・ダイオードブリッジ、3.4・・・コンデンサ
3.5,6,21.22・・・トランジスタ、9,10
.11.25・・・変圧器、15゜19、.20,23
.24,26.29・・・抵抗、16.28.30・・
・コンデンサ、17,18゜31・・・トリガー素子、
27・・・ダイオード。 第 ↑0 On off 図 第 図

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 整流電源出力間に直列挿入される同極性の一対のトラン
    ジスタと、前記整流電源出力間に直列にして接続される
    第1、第2のコンデンサと、該2つのコンデンサの接続
    点と前記一対のトランジスタの出力点との間に直列に挿
    入されると共に白熱電球に電力を供給するための二次巻
    線を備えた第1、第2の変圧器と、該2つの変圧器に直
    列接続されると共に2つの二次巻線を備え、その各出力
    が前記2つのトランジスタの各々に印加される第3の変
    圧器と、前記整流電源出力間に抵抗を介して接続される
    コンデンサと、該コンデンサに接続されて該コンデンサ
    が所定の充電電圧に達したときに前記トランジスタのう
    ちの低電位側のベースにトリガを印加するトリガ素子と
    を備えた白熱電球用高周波コンバータにおいて、前記一
    対のトランジスタのコレクタまたはエミッタの電流を検
    出する電流検出手段と、該手段の検出値に基づいて前記
    コンデンサに対する充電時間を制御する制御手段とを設
    けたことを特徴とする白熱電球用高周波コンバータ。
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