JPH05130782A - 放電灯点灯装置 - Google Patents
放電灯点灯装置Info
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- JPH05130782A JPH05130782A JP3321576A JP32157691A JPH05130782A JP H05130782 A JPH05130782 A JP H05130782A JP 3321576 A JP3321576 A JP 3321576A JP 32157691 A JP32157691 A JP 32157691A JP H05130782 A JPH05130782 A JP H05130782A
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- JP
- Japan
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- high frequency
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- 230000001939 inductive effect Effects 0.000 claims abstract description 19
- 238000009499 grossing Methods 0.000 claims abstract description 15
- 239000003990 capacitor Substances 0.000 abstract description 9
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 12
- 238000000034 method Methods 0.000 description 7
- 229910001507 metal halide Inorganic materials 0.000 description 3
- 150000005309 metal halides Chemical class 0.000 description 3
- IYRDVAUFQZOLSB-UHFFFAOYSA-N copper iron Chemical compound [Fe].[Cu] IYRDVAUFQZOLSB-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 238000001514 detection method Methods 0.000 description 2
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 1
- 230000001629 suppression Effects 0.000 description 1
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
- H02M—APPARATUS 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
- H02M1/00—Details of apparatus for conversion
- H02M1/42—Circuits or arrangements for compensating for or adjusting power factor in converters or inverters
- H02M1/4208—Arrangements for improving power factor of AC input
- H02M1/4266—Arrangements for improving power factor of AC input using passive elements
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02B—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO BUILDINGS, e.g. HOUSING, HOUSE APPLIANCES OR RELATED END-USER APPLICATIONS
- Y02B70/00—Technologies for an efficient end-user side electric power management and consumption
- Y02B70/10—Technologies improving the efficiency by using switched-mode power supplies [SMPS], i.e. efficient power electronics conversion e.g. power factor correction or reduction of losses in power supplies or efficient standby modes
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- Power Conversion In General (AREA)
- Inverter Devices (AREA)
- Circuit Arrangements For Discharge Lamps (AREA)
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 商用周波交流電源でインバータを用いて放電
灯を点灯する装置において、インバータの直流入力電圧
を低下させることなく、交流入力電流の高調波成分を抑
制し高力率化を図る。 【構成】 交流入力を整流回路２及び平滑コンデンサ５
で整流平滑し、得られた直流出力をインバータ６で高周
波出力に変換し放電灯７を点灯するようにした放電灯点
灯装置において、商用周波交流電源１と整流回路２との
間に、直列に誘導性素子３を、並列に容量性素子４を挿
入する。
灯を点灯する装置において、インバータの直流入力電圧
を低下させることなく、交流入力電流の高調波成分を抑
制し高力率化を図る。 【構成】 交流入力を整流回路２及び平滑コンデンサ５
で整流平滑し、得られた直流出力をインバータ６で高周
波出力に変換し放電灯７を点灯するようにした放電灯点
灯装置において、商用周波交流電源１と整流回路２との
間に、直列に誘導性素子３を、並列に容量性素子４を挿
入する。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】この発明は、商用周波交流電源を
直流化し、得られた直流出力を高周波インバータで高周
波出力に変換し、該高周波出力でメタルハライドランプ
等の高輝度放電灯を点灯するようにした放電灯点灯装置
に関する。
直流化し、得られた直流出力を高周波インバータで高周
波出力に変換し、該高周波出力でメタルハライドランプ
等の高輝度放電灯を点灯するようにした放電灯点灯装置
に関する。
【０００２】
【従来の技術】近年、メタルハライドランプ等の高輝度
放電灯が普及し始めており、かかる放電灯の点灯装置
も、図５に示すように、漏洩変圧器101 と主コンデンサ
102 とからなる進相形安定器など銅鉄形の安定器を用い
てランプ103 を点灯する方式から、図６に示すような高
周波インバータ104 を用いた方式へと、小型軽量化が計
られるようになってきている。なお図６において、105
は整流回路、106 は平滑用コンデンサである。
放電灯が普及し始めており、かかる放電灯の点灯装置
も、図５に示すように、漏洩変圧器101 と主コンデンサ
102 とからなる進相形安定器など銅鉄形の安定器を用い
てランプ103 を点灯する方式から、図６に示すような高
周波インバータ104 を用いた方式へと、小型軽量化が計
られるようになってきている。なお図６において、105
は整流回路、106 は平滑用コンデンサである。
【０００３】しかしながら、このような高周波インバー
タを用いた点灯装置においては、殆どがコンデンサイン
プット形であるため、入力電流Ｉi が図７に示すような
波形となり、高調波成分は表１に示すように相当な値と
なり、電源電圧の歪みを引き起こし、時としては同一系
統に接続してある他の電気機器へ影響を及ぼす場合もあ
る。
タを用いた点灯装置においては、殆どがコンデンサイン
プット形であるため、入力電流Ｉi が図７に示すような
波形となり、高調波成分は表１に示すように相当な値と
なり、電源電圧の歪みを引き起こし、時としては同一系
統に接続してある他の電気機器へ影響を及ぼす場合もあ
る。
【０００４】
【表１】
【０００５】このため、近年では国家レベルで高調波を
低減させる旨の指導がなされつつある。このため、これ
らの問題を解決するための種々の点灯回路が提案されて
いる。例えば、図８に示すように入力側にインダクタを
含まないアクティブフィルタ107 を挿入する方式とか、
あるいは図９に示すように、誘導性素子108 を挿入する
方式を用いて、入力電流の波形整形を行い高調波成分の
抑制を行っている。
低減させる旨の指導がなされつつある。このため、これ
らの問題を解決するための種々の点灯回路が提案されて
いる。例えば、図８に示すように入力側にインダクタを
含まないアクティブフィルタ107 を挿入する方式とか、
あるいは図９に示すように、誘導性素子108 を挿入する
方式を用いて、入力電流の波形整形を行い高調波成分の
抑制を行っている。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】ところが、前記アクテ
ィブフィルタ107 を挿入して入力電流の高調波の抑制を
行う方式は、アクティブフィルタの回路構成が複雑で信
頼性に乏しく、高コストで経済的でないという問題点が
ある。一方、後者の誘導性素子108 を挿入する方式は、
誘導性リアクタンス値が相当大きくなくては高調波を抑
制することができず、リアクタンス値が大きいと重量が
大になるばかりでなく、後段の整流回路の入力電圧が誘
導性素子の影響で低下してしまうという問題点がある。
ィブフィルタ107 を挿入して入力電流の高調波の抑制を
行う方式は、アクティブフィルタの回路構成が複雑で信
頼性に乏しく、高コストで経済的でないという問題点が
ある。一方、後者の誘導性素子108 を挿入する方式は、
誘導性リアクタンス値が相当大きくなくては高調波を抑
制することができず、リアクタンス値が大きいと重量が
大になるばかりでなく、後段の整流回路の入力電圧が誘
導性素子の影響で低下してしまうという問題点がある。
【０００７】本発明は、従来の高周波インバータを用い
た放電灯点灯装置における上記問題点を解消するために
なされたもので、放電灯点灯のための高周波インバータ
の直流入力電圧を低下させることなく、商用電源の交流
入力電流の高調波成分を抑制できるようにした放電灯点
灯装置を提供することを目的とする。
た放電灯点灯装置における上記問題点を解消するために
なされたもので、放電灯点灯のための高周波インバータ
の直流入力電圧を低下させることなく、商用電源の交流
入力電流の高調波成分を抑制できるようにした放電灯点
灯装置を提供することを目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段及び作用】上記問題点を解
決するため、本発明は、商用周波交流入力端からの交流
入力を整流平滑回路で整流平滑し、得られた直流出力を
高周波インバータで高周波出力に変換し、該高周波出力
で放電灯を点灯するようにした放電灯点灯装置におい
て、前記商用周波交流入力端と整流平滑回路との間に直
列に誘導性素子を、且つ並列に容量性素子を挿入して低
周波フィルタ回路を形成し、前記商用周波交流入力の高
調波成分を抑制するように構成したものである。
決するため、本発明は、商用周波交流入力端からの交流
入力を整流平滑回路で整流平滑し、得られた直流出力を
高周波インバータで高周波出力に変換し、該高周波出力
で放電灯を点灯するようにした放電灯点灯装置におい
て、前記商用周波交流入力端と整流平滑回路との間に直
列に誘導性素子を、且つ並列に容量性素子を挿入して低
周波フィルタ回路を形成し、前記商用周波交流入力の高
調波成分を抑制するように構成したものである。
【０００９】このように構成した放電灯点灯装置におい
ては、直列誘導性素子と並列容量性素子からなる低周波
フィルタ回路により、商用周波交流入力は波形整形され
正弦波に近くなり、高調波成分が抑制されると共に力率
が向上する。また誘導性素子と容量性素子の共振によっ
て容量性素子の両端電圧、すなわち整流平滑回路の入力
電圧を上昇させることができるので、誘導性素子により
降下した交流入力電圧を降下した分補償することができ
る。更に低周波フィルタ回路の出力側の交流入力電圧Ｖ
i の波形は、共振によって、図１に示すように矩形波に
近い交流波形となり、したがって整流後の直流のリップ
ルが少ないので、平滑用コンデンサの値が小さくてよ
い。これにより高周波インバータの直流入力電圧を低下
させることなく、商用電源の交流入力電流の高調波成分
を良好に抑制できる高力率の放電灯点灯装置を実現する
ことができる。
ては、直列誘導性素子と並列容量性素子からなる低周波
フィルタ回路により、商用周波交流入力は波形整形され
正弦波に近くなり、高調波成分が抑制されると共に力率
が向上する。また誘導性素子と容量性素子の共振によっ
て容量性素子の両端電圧、すなわち整流平滑回路の入力
電圧を上昇させることができるので、誘導性素子により
降下した交流入力電圧を降下した分補償することができ
る。更に低周波フィルタ回路の出力側の交流入力電圧Ｖ
i の波形は、共振によって、図１に示すように矩形波に
近い交流波形となり、したがって整流後の直流のリップ
ルが少ないので、平滑用コンデンサの値が小さくてよ
い。これにより高周波インバータの直流入力電圧を低下
させることなく、商用電源の交流入力電流の高調波成分
を良好に抑制できる高力率の放電灯点灯装置を実現する
ことができる。
【００１０】
【実施例】次に実施例について説明する。図２は、本発
明に係る放電灯点灯装置の基本的な実施例を示す回路構
成図である。図において、１は商用周波交流電源、２は
整流回路、３は交流電源１と整流回路２との間に直列に
挿入された誘導性素子、４は同じく並列に挿入された容
量性素子で、誘導性素子３と容量性素子４とで低周波フ
ィルタ回路を構成している。５は平滑用コンデンサ、６
は高周波インバータ、７は高周波インバータ６の出力に
より高周波点灯されるメタルハライドランプ等の放電灯
である。
明に係る放電灯点灯装置の基本的な実施例を示す回路構
成図である。図において、１は商用周波交流電源、２は
整流回路、３は交流電源１と整流回路２との間に直列に
挿入された誘導性素子、４は同じく並列に挿入された容
量性素子で、誘導性素子３と容量性素子４とで低周波フ
ィルタ回路を構成している。５は平滑用コンデンサ、６
は高周波インバータ、７は高周波インバータ６の出力に
より高周波点灯されるメタルハライドランプ等の放電灯
である。
【００１１】このように構成された放電灯点灯装置にお
いては、商用周波交流入力は低周波フィルタ回路により
波形整形され、高調波成分が抑制される。また低周波フ
ィルタ回路の共振により容量性素子４の両端の電圧は上
昇し、誘導性素子３により降下した入力電圧は補償され
るため、整流回路２の入力電圧は低周波フィルタ回路を
設けない場合と同じ交流入力電圧となる。また低周波フ
ィルタ回路で波形整形され、交流入力電流は正弦波近く
になるので、入力力率が向上する。
いては、商用周波交流入力は低周波フィルタ回路により
波形整形され、高調波成分が抑制される。また低周波フ
ィルタ回路の共振により容量性素子４の両端の電圧は上
昇し、誘導性素子３により降下した入力電圧は補償され
るため、整流回路２の入力電圧は低周波フィルタ回路を
設けない場合と同じ交流入力電圧となる。また低周波フ
ィルタ回路で波形整形され、交流入力電流は正弦波近く
になるので、入力力率が向上する。
【００１２】表２及び表３は、100 Ｖ，50HZのの商用周
波交流電源を用い、誘導性素子３と容量性素子４の値Ｌ
（ｍＨ），Ｃ（μＦ）をそれぞれ変化させた場合に、第
５次高調波成分が基本波に対して10％以下となる条件
（これは第５次高調波成分の約80％以上を低減すること
に対応する）と入力力率が85％以上となる条件が達成で
きるか否かを実験したデータを示すもので、○印は達成
できるケース、×印は達成できないケースを示してい
る。なお、第５次高調波成分を基本波に対して10％以下
とする理由は、ＩＥＣの規格によるものであり、また入
力力率を85％以上とするのは、高力率回路とするために
必要な値であるからである。
波交流電源を用い、誘導性素子３と容量性素子４の値Ｌ
（ｍＨ），Ｃ（μＦ）をそれぞれ変化させた場合に、第
５次高調波成分が基本波に対して10％以下となる条件
（これは第５次高調波成分の約80％以上を低減すること
に対応する）と入力力率が85％以上となる条件が達成で
きるか否かを実験したデータを示すもので、○印は達成
できるケース、×印は達成できないケースを示してい
る。なお、第５次高調波成分を基本波に対して10％以下
とする理由は、ＩＥＣの規格によるものであり、また入
力力率を85％以上とするのは、高力率回路とするために
必要な値であるからである。
【００１３】
【表２】
【００１４】
【表３】
【００１５】上記表２及び表３から、誘導性素子３の値
が42.8ｍＨ以上で、容量性素子４の値が３μＦ以上に選
定した場合に、良好な第５次高調波抑制効果と高力率特
性が得られることがわかる。なおここで第５次高調波成
分のみを抑制の対象としているのは、日本の配電方式は
大部分がΔ結線方式を用いているので、第３次高調波成
分は殆ど問題にならないことと、第７次以降の高調波成
分は表１からわかるように、第５次高調波成分より小さ
く、しかも第５次高調波成分を抑制することにより、そ
れに対応して抑制されるからである。
が42.8ｍＨ以上で、容量性素子４の値が３μＦ以上に選
定した場合に、良好な第５次高調波抑制効果と高力率特
性が得られることがわかる。なおここで第５次高調波成
分のみを抑制の対象としているのは、日本の配電方式は
大部分がΔ結線方式を用いているので、第３次高調波成
分は殆ど問題にならないことと、第７次以降の高調波成
分は表１からわかるように、第５次高調波成分より小さ
く、しかも第５次高調波成分を抑制することにより、そ
れに対応して抑制されるからである。
【００１６】図３は、本発明に係る放電灯点灯装置の具
体的な構成例を示す回路構成図である。この構成例は、
整流平滑回路で得られた直流出力を定電流インバータで
高周波出力に変換し放電灯を点灯するもので、11は商用
周波交流電源１に接続された低周波フィルタ回路、12は
放電灯点灯装置から発生するMHz 帯のノイズを除去する
フィルタ回路、13は整流平滑回路、14は定電流インバー
タである。
体的な構成例を示す回路構成図である。この構成例は、
整流平滑回路で得られた直流出力を定電流インバータで
高周波出力に変換し放電灯を点灯するもので、11は商用
周波交流電源１に接続された低周波フィルタ回路、12は
放電灯点灯装置から発生するMHz 帯のノイズを除去する
フィルタ回路、13は整流平滑回路、14は定電流インバー
タである。
【００１７】図４は、本発明の放電灯点灯装置の具体的
な他の構成例を示す回路構成図で、整流平滑回路で得ら
れた直流出力を降圧チョッパによって電流制御し、その
後フィルタを介してフルブリッジ回路で矩形波点灯する
ものである。図において、15は降圧形チョッパ回路で、
スイッチングトランジスタＱ1とフリーホイルダイオー
ドＤ1 と直流リアクトルＬ1 と平滑コンデンサＣ1 と前
記スイッチングトランジスタＱ1 を駆動制御する定電流
フィードバック回路15ａとで構成されている。なおＲ1
は前記定電流フィードバック回路15ａへ検出出力を入力
する電流検出素子である。16はスイッチングトランジス
タＱ2 ，Ｑ3 ，Ｑ4 ，Ｑ5 からなるフルブリッジ形イン
バータで矩形波交番電圧を放電灯７に印加するものであ
る。
な他の構成例を示す回路構成図で、整流平滑回路で得ら
れた直流出力を降圧チョッパによって電流制御し、その
後フィルタを介してフルブリッジ回路で矩形波点灯する
ものである。図において、15は降圧形チョッパ回路で、
スイッチングトランジスタＱ1とフリーホイルダイオー
ドＤ1 と直流リアクトルＬ1 と平滑コンデンサＣ1 と前
記スイッチングトランジスタＱ1 を駆動制御する定電流
フィードバック回路15ａとで構成されている。なおＲ1
は前記定電流フィードバック回路15ａへ検出出力を入力
する電流検出素子である。16はスイッチングトランジス
タＱ2 ，Ｑ3 ，Ｑ4 ，Ｑ5 からなるフルブリッジ形イン
バータで矩形波交番電圧を放電灯７に印加するものであ
る。
【００１８】
【発明の効果】以上実施例に基づいて説明したように、
本発明によれば、低周波フィルタ回路により商用周波交
流入力は波形整形されて正弦波に近くなり、高調波成分
が抑制されると共に力率を向上させることができる。ま
た低周波フィルタ回路の共振により、誘導性素子による
交流入力電圧の降下を補償し、高周波インバータへの直
流入力電圧の低下を防止することができる。
本発明によれば、低周波フィルタ回路により商用周波交
流入力は波形整形されて正弦波に近くなり、高調波成分
が抑制されると共に力率を向上させることができる。ま
た低周波フィルタ回路の共振により、誘導性素子による
交流入力電圧の降下を補償し、高周波インバータへの直
流入力電圧の低下を防止することができる。
【図１】低周波フィルタ回路の出力電圧波形を示す図で
ある。
ある。
【図２】本発明に係る放電灯点灯装置の基本的な実施例
を示す回路構成図である。
を示す回路構成図である。
【図３】本発明に係る放電灯点灯装置の具体的な構成例
を示す回路構成図である。
を示す回路構成図である。
【図４】本発明に係る放電灯点灯装置の具体的な他の構
成例を示す回路構成図である。
成例を示す回路構成図である。
【図５】従来の銅鉄形安定器を用いた放電灯点灯装置を
示す図である。
示す図である。
【図６】従来の高周波インバータを用いた放電灯点灯装
置を示す図である。
置を示す図である。
【図７】コンデンサインプット形高周波インバータを用
いた放電灯点灯装置における入力電流波形を示す図であ
る。
いた放電灯点灯装置における入力電流波形を示す図であ
る。
【図８】アクティブフィルタを用いた放電灯点灯装置を
示す図である。
示す図である。
【図９】入力側に誘導性素子を用いた放電灯点灯装置を
示す図である。
示す図である。
１ 商用周波交流電源 ２ 整流回路 ３ 誘導性素子 ４ 容量性素子 ５ 平滑コンデンサ ６ インバータ ７ 放電灯
フロントページの続き (72)発明者 上野 真 埼玉県北埼玉郡川里村赤城台212−10 株 式会社アイ・ライテイング・システム埼玉 製作所内
Claims (2)
- 【請求項１】 商用周波交流入力端からの交流入力を整
流平滑回路で整流平滑し、得られた直流出力を高周波イ
ンバータで高周波出力に変換し、該高周波出力で放電灯
を点灯するようにした放電灯点灯装置において、前記商
用周波交流入力端と整流平滑回路との間に直列に誘導性
素子を、且つ並列に容量性素子を挿入して低周波フィル
タ回路を構成し、前記商用周波交流入力の高調波成分を
抑制することを特徴とする放電灯点灯装置。 - 【請求項２】 前記低周波フィルタ回路を構成する誘導
性素子と容量性素子の各リアクタンス値を、前記低周波
フィルタ回路を設けない場合に発生する第５次高調波成
分の80％以上を低減させるように選定したことを特徴と
する請求項１記載の放電灯点灯装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3321576A JPH05130782A (ja) | 1991-10-31 | 1991-10-31 | 放電灯点灯装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3321576A JPH05130782A (ja) | 1991-10-31 | 1991-10-31 | 放電灯点灯装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH05130782A true JPH05130782A (ja) | 1993-05-25 |
Family
ID=18134106
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP3321576A Pending JPH05130782A (ja) | 1991-10-31 | 1991-10-31 | 放電灯点灯装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH05130782A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0673899U (ja) * | 1993-03-26 | 1994-10-18 | 東西電工株式会社 | 放電灯用点灯装置 |
| JP2006351500A (ja) * | 2005-06-20 | 2006-12-28 | Nisshin Erekkusu:Kk | 蛍光灯の直流電源による直流点灯装置 |
-
1991
- 1991-10-31 JP JP3321576A patent/JPH05130782A/ja active Pending
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0673899U (ja) * | 1993-03-26 | 1994-10-18 | 東西電工株式会社 | 放電灯用点灯装置 |
| JP2006351500A (ja) * | 2005-06-20 | 2006-12-28 | Nisshin Erekkusu:Kk | 蛍光灯の直流電源による直流点灯装置 |
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