JPH06215882A - メタルハライドランプ用電源装置の制御方法 - Google Patents

メタルハライドランプ用電源装置の制御方法

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JPH06215882A
JPH06215882A JP5023646A JP2364693A JPH06215882A JP H06215882 A JPH06215882 A JP H06215882A JP 5023646 A JP5023646 A JP 5023646A JP 2364693 A JP2364693 A JP 2364693A JP H06215882 A JPH06215882 A JP H06215882A
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高志 辻井
Shinji Tabuchi
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 スイッチング素子がフルブリッジ構成されて
高周波交流を出力するインバータのスイッチング周波数
を高めてメタルハライドランプ用電源装置を小型化す
る。 【構成】 スイッチング素子の一方のスイッチング素子
のオン期間中に他方のスイッチング素子をオン、オフ、
オン制御し、他方のスイッチング素子のオン期間中に一
方のスイッチング素子をオン、オフ、オン制御する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、メタルハライドランプ
の点灯に用いる電源装置の制御方法に関するものであ
る。
【0002】
【従来の技術】従来、メタルハライドランプはランプ管
内にハロゲン化金属を封入して形成され、点灯して封入
金属が蒸気化することにより管内圧力が上昇して高輝度
の光を放出する特徴を有し、封入金属の調整により昼光
色に近い光色が得られるため、オーバーヘッドプロジェ
クタ(OHP)の投写光源等の種々の光源として用いら
れている。
【0003】ところで、この種のメタルハライドランプ
は、直流給電で点灯すると管内の蒸気化した金属が正
(+)にイオン化されて負電極に引き寄せられ、ハロゲ
ンが負(−)にイオン化されて正電極に引き寄せられ
る。この状態での使用が数10ないし数百時間に及ぶ
と、金属イオンが負極にのみ付着して、光色、精度が劣
化し、しかもハロゲンによって正電極が消耗し、ランプ
寿命が短くなる。
【0004】従って、メタルハライドランプ用の電源装
置は、従来図4に示すような交流給電方式の電源装置に
より形成されている。交流電源を入力端子1で受け、ダ
イオードの整流器2により整流、平滑コンデンサ3の平
滑により直流電源に変換された後、IGBT、MOSF
ET、トランジスタ等のスイッチング素子32で構成さ
れたチョッパ31により高周波スイッチングされ、フリ
ーホイルダイオード45、平滑リアクトル43により平
滑されて、トランジスタ、MOSFET、IGBT等の
スイッチング素子35〜38のインバータ回路34に供
給される。
【0005】このインバータ回路34は、低周波駆動回
路51により一対のスイッチング素子35と38、36
と37を50〜250Hz程度で相互に逆にスイッチン
グ駆動し、スイッチング素子35,37の接続点とスイ
ッチング素子36,38の接続点の間に点灯接続用の矩
形波交流を発生させ、この交流を高調波バイパスコンデ
ンサ44,スタータ21を介してランプ15に供給させ
る。
【0006】スタータ21の高周波高電圧によりランプ
15が放電すると、インバータ回路34の入力側に設け
られた電流検出器46に電流が流れ、電流検出器46に
より検出された検出信号が誤差増幅器48に入力され
る。又、インバータ34の入力側に設けられた電圧検出
器47により検出された検出信号が誤差増幅器48に入
力される。
【0007】誤差増幅器48の出力制御機能により電圧
検出信号と電流検出信号とを加算合成して電力検出信号
が形成され、この検出器と基準電源49の基準信号との
誤差信号が形成される。この誤差信号が出力制御信号と
してチョッパ駆動回路50に入力し、スイッチング素子
32のチョッパ動作が制御され、ランプ15の供給電力
が基準信号に基づく定電力に制御される。
【0008】この時、ランプ15の直流電流は矩形波の
交流で、この矩形波交流は直流電源の絶対値の変化が少
なくなり、光リップルの少ない点灯が得られる。
【0009】なお、ランプ15の点灯後はスタータ21
を停止する。
【0010】ところが上記図4の電源装置では、高周波
スイッチングし出力制御するチョッパ31と低周波のイ
ンバータ回路34を設けなければならず、構成が複数化
して高価になる問題がある。
【0011】そこで、構成を簡素化するために図2に示
すようなスイッチング素子をフルブリッジ構成されたイ
ンバータ回路に高周波制御と低周波制御を行う電源装置
がある。すなわち、交流電源を入力端子1で受け、ダイ
オードの整流器2により整流し、平滑コンデンサ3の平
滑により直流電源に変換された後、IGBT、MOSF
ET、トランジスタ等のスイッチング素子5〜8と、ス
イッチング素子5〜8と逆並列に接続されたダイオード
9〜12により構成されるインバータ回路4に供給され
る。
【0012】このインバータ回路4はインバータ駆動回
路20によりPWM制御される。すなわち、スイッチン
グ素子5,8,6,7にはそれぞれ図3(a)〜(d)
に示す駆動信号を入力し、スイッチング素子5〜8をス
イッチング駆動する。インバータ回路4の出力を平滑リ
アクトル13により平滑し、高調波バイパスコンデンサ
14、スタータ21を介してランプ15に矩形波交流を
供給する。
【0013】スタータ21の高周波高電圧によりランプ
15が放電すると、インバータ回路4の入力側に設けら
れた電流検出器16に電流が流れ、電流検出器16によ
り検出された検出信号が誤差増幅器18に入力される。
又、出力電圧を電圧検出器17により検出し、検出され
た検出信号が誤差増幅器18に入力される。
【0014】誤差増幅器18の出力制御機能により電圧
検出信号と電流検出信号とを加算合成して電力検出信号
が形成され、この検出信号と基準電源19の基準信号と
の誤差信号が形成される。この誤差信号が出力制御信号
としてインバータ駆動回路20によりスイッチング素子
5〜8がPWM制御され、ランプ15の供給電力が基準
信号に基づく定電力に制御される。
【0015】ランプ15の点灯後はスタータ21を停止
する。
【0016】
【発明が解決しようとする課題】インバータ回路4のス
イッチング素子5,8,6,7には、それぞれ図3
(a)〜(d)に示すような駆動信号が入力される。す
なわち、スイッチング素子7,8には50〜250Hz
程度の低周波でスイッチングされるのに対し、スイッチ
ング素子5,6には例えば10kHz以上の高周波でス
イッチングされる。このため、スイッチング素子5,6
のスイッチング時の損失が大きくなり、スイッチング素
子5,6の劣化が速くなり、損傷をきたすことになる。
従ってスイッチング素子5,6のスイッチング周波数を
期待以上に高くすることができず、電源装置を小型化す
るのに限界があった。
【0017】
【課題を解決しようとする手段】この発明は、交流電源
が整流された直流電源を入力して、スイッチング素子が
フルブリッジ構成され、高周波交流を出力するインバー
タ回路と、高周波交流を平滑する平滑用リアクトルによ
り構成されるメタルハライドランプ用電源装置の制御方
法であって、対向する上記スイッチング素子の一方のス
イッチング素子のオン期間中に他方のスイッチング素子
をオン、オフ、オン制御し、上記他方のスイッチング素
子のオン期間中に上記一方のスイッチング素子をオン、
オフ、オン制御を行うものである。
【0018】
【作用】この発明ではフルブリッジを構成するインバー
タ回路で対向するスイッチング素子の一方のスイッチン
グ素子のオン期間中に、他方のスイッチング素子がオ
ン、オフ、オン制御され、他方のスイッチング素子のオ
ン期間中に一方のスイッチング素子がオン、オフ、オン
制御されるため、対向するスイッチング素子がバランス
したスイッチングが行われる。
【0019】
【実施例】以下、この発明を実施例により詳細に説明す
る。この発明のメタルハライドランプ用電源装置の制御
方法に使用する電源装置の1つに図2に示される電源装
置がある。上述の図2の電源装置と異なる点は、インバ
ータ回路4のスイッチング素子5〜8に入力する駆動信
号を図3に示される駆動信号に変えて図1に示される駆
動信号にした点にある。
【0020】すなわち、時刻t1において、インバータ
回路4のスイッチング素子5,8にそれぞれ図1(a)
(b)に示す駆動信号を入力し、両スイッチング素子
5,8をオンさせると、スイッチング素子5、リアクト
ル13、スタータ21、ランプ15、電流検出器16、
スイッチング素子8に電流が流れる。この時リアクトル
13に電磁エネルギーが蓄えられる。
【0021】次に時刻t2において、スイッチング素子
8の駆動信号をオフさせる。リアクトル13の電磁エネ
ルギーはリアクトル13、スタータ21、ランプ15、
電圧検出器16、ダイオート10、スイッチング素子5
を介して放出され、このルートに電流が継続して流れ
る。
【0022】そして時刻t3において、図1(b)に示
すようにスイッチング素子8の駆動信号を入力しオンさ
せると、上述のようにスイッチング素子5、リアクトル
13、スタータ21、ランプ15、電圧検出器16、ス
イッチング素子8に電流が流れる。この時、リアクトル
13に電磁エネルギーが蓄えられる。
【0023】時刻t4において、図1(a)に示すよう
にスイッチング素子5の駆動信号をオフさせる。これに
よりリアクトル13の電磁エネルギーはリアクトル1
3、スタータ21、ランプ15、電圧検出器16、スイ
ッチング素子8、ダイオード11を介して放出され、こ
のルートに電流が継続して流れる。
【0024】次に時刻t5において、図1(a)に示す
ようにスイッチング素子5の駆動信号を入力し。オンさ
せる。以下、時刻t1〜t5を1周期T1として順次繰
り返し制御を行う。そして、インバータ回路4の出力に
は図1(e)に示す出力電圧が発生する。
【0025】そして、時刻t6において、スイッチング
素子5,8の駆動信号をオフし、若干の休止期間を設け
た後、スイッチング素子6,7にそれぞれ図1(c),
(d)に示す駆動信号を入力し、スイッチング6,7の
動作を上述のスイッチング素子5,8と同様の動作を行
う。そして時刻t1からスイッチング素子6,7をオフ
した後、スイッチング素子5,8させる時刻t7までの
期間T2を低周波の50〜250Hzの1サイクルとし
てインバータ4を駆動させる。
【0026】電流検出器16により検出された電流検出
信号と電圧検出器17により検出された電流検出信号と
を加算合成して電力検出信号が形成され、この検出信号
と基準信号とが誤差増幅器18により誤差増幅され、イ
ンバータ駆動回路20を介してスイッチング素子5〜8
が制御されるが、この時、時刻t2からt3までに担当
する期間及び時刻t4からt5までに担当する期間を制
御することによって定電力に制御される。
【0027】
【発明の効果】本発明は、以上説明したように対向する
スイッチング素子がバランスしたスイッチングされるた
め、それぞれのスイッチング素子のスイッチング損失が
バランスされる。従来の一方のスイッチング素子のみ高
周波スイッチングする制御方法に比較して、制御周波数
が半分になり、電源装置合体の周波数を高めることがで
き、電源装置を小型化することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明のメタルハライド用電源装置の制御方法
にかかる動作説明用のタイミングチャートである。
【図2】本発明のメタルハライド用電源装置の制御方法
に適用されるメタルハライドランプ用電源装置の結線図
である。
【図3】(a)〜(d)は、従来のメタルハライド用電
源装置の制御方法にかかる動作説明用のタイミングチャ
ートである。
【図4】従来のメタルハライドランプ用電源装置の結線
図である。
【符号の説明】
4 インバータ回路 5〜8 スイッチング素子 9〜12 ダイオード 13 平滑用リアクトル 15 メタルハライドランプ 16 電流検出器 17 電圧検出器 18 誤差増幅器 19 基準電源 20 インバータ駆動回路 21 スタータ
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.5 識別記号 庁内整理番号 FI 技術表示箇所 H05B 41/29 Z 9249−3K (72)発明者 田渕 眞治 大阪府大阪市東淀川区淡路2丁目14番3号 株式会社三社電機製作所内

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 交流電源が整流された直流電源を入力し
    て、スイッチング素子がフルブリッジ構成され、高周波
    交流を出力するインバータ回路と、高周波交流を平滑す
    る平滑用リアクトルにより構成されるメタルハライドラ
    ンプ用電源装置の制御方法において、対向する上記スイ
    ッチング素子の一方のスイッチング素子のオン期間中に
    他方のスイッチング素子をオン、オフ、オン制御し、上
    記他方のスイッチング素子のオン期間中に上記一方のス
    イッチング素子をオン、オフ、オン制御するメタルハラ
    イドランプ用電源装置の制御方法。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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CN101958661A (zh) * 2010-10-20 2011-01-26 深圳市科奥信电源技术有限公司 逆变电路电桥工作模式的定时切换方法
WO2013157350A1 (ja) * 2012-04-19 2013-10-24 住友電気工業株式会社 電力変換回路

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TWI571041B (zh) * 2012-04-19 2017-02-11 住友電氣工業股份有限公司 電源變流器電路

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