JPH07192880A - 放電灯点灯回路 - Google Patents

放電灯点灯回路

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JPH07192880A
JPH07192880A JP5334512A JP33451293A JPH07192880A JP H07192880 A JPH07192880 A JP H07192880A JP 5334512 A JP5334512 A JP 5334512A JP 33451293 A JP33451293 A JP 33451293A JP H07192880 A JPH07192880 A JP H07192880A
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JP
Japan
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capacitor
resonance
smoothing capacitor
discharge lamp
circuit
Prior art date
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Pending
Application number
JP5334512A
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English (en)
Inventor
Noriyuki Kitamura
紀之 北村
Kazutoshi Mita
一敏 三田
Keiji Takahashi
啓二 高橋
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Toshiba Lighting and Technology Corp
Original Assignee
Toshiba Lighting and Technology Corp
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Publication date
Application filed by Toshiba Lighting and Technology Corp filed Critical Toshiba Lighting and Technology Corp
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    • YGENERAL 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
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02BCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO BUILDINGS, e.g. HOUSING, HOUSE APPLIANCES OR RELATED END-USER APPLICATIONS
    • Y02B70/00Technologies for an efficient end-user side electric power management and consumption
    • Y02B70/10Technologies 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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  • Circuit Arrangements For Discharge Lamps (AREA)
  • Inverter Devices (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【目的】 平滑電圧の一定性を確保しつつ、力率改善を
図ること。 【構成】 全波整流された直流電源間に第1平滑コンデ
ンサC1 を接続し、この第1平滑コンデンサC1 の両端
間に高周波スイッチング動作を行う1つのスイッチング
素子Sと共振インダクタL0 との直列回路を接続すると
ともに共振インダクタL0 とLC共振回路5を形成する
共振コンデンサC0 を接続した1石式電圧共振型インバ
ータ回路3を設け、第1平滑コンデンサC1 に並列に第
2平滑コンデンサC2 を接続し、放電灯7を高周波点灯
させるようにした放電灯点灯回路において、共振インダ
クタL0 と共振コンデンサC0 との間に共振電流用ダイ
オードD3 を接続し、共振コンデンサC0 とスイッチン
グ素子Sとに並列にコンデンサC4 を接続し、このコン
デンサC4 と共振コンデンサC0 との接続中点と第1平
滑コンデンサC1 の一端との間に力率改善用ダイオード
4 を接続した。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、1石式電圧共振型イン
バータ回路を用いた放電灯点灯回路に関する。
【0002】
【従来の技術】従来、この種の放電灯点灯回路として図
6(a)に示すようなコンデンサ・インプット型の1石
式電圧共振型インバータ回路を用いたものがある。即
ち、交流電源1間に全波整流回路2を接続し、この全波
整流回路2により全波整流された直流電源間に第1,2
平滑コンデンサC1 ,C2 を順に接続し、第2平滑コン
デンサC2 間に1石式電圧共振型インバータ回路3を接
続したものである。ここに、1石式電圧共振型インバー
タ回路3は逆接続ダイオードD1 を有するとともにベー
スが高周波パルス電源4により駆動制御されるスイッチ
ングトランジスタQと共振インダクタL0 とを直列に接
続し、さらに、共振インダクタL0 にLC共振回路5を
形成する共振コンデンサC0 を接続したものである。な
お、共振インダクタL0 はインバータトランス6の1次
巻線を構成するものでもあり、インバータトランス6の
2次巻線L2 間に放電灯7及びコンデンサC3 が接続さ
れている。
【0003】同図(b)はその一部を変形してなり、逆
接続ダイオードD1 とスイッチングトランジスタQとの
間にもダイオードD2 を接続し、これらのダイオードD
1 ,D2 の接続中点と第2平滑コンデンサC2 との間に
インダクタL3 を接続してなる部分平滑回路8を設けた
ものである。
【0004】何れにしても、整流・平滑された商用電源
が1石式電圧共振型インバータ回路3に入力されるよう
に構成されている。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】このようなコンデンサ
・インプット方式の場合、平滑度がよいものの、商用交
流電源1側から流れる入力電流Iinは、図6(a)のと
きには図7(a)、図6(b)のときには図7(b)に
示すようになり、休止区間ができ、そのピーク値も大き
くなるため、入力電流Iinの高調波歪の大きなものとな
ってしまう。
【0006】このような休止区間の発生を改善するもの
としてチョッパ方式があるが、構成が複雑になり、コス
トがかかる。
【0007】
【課題を解決するための手段】請求項1記載の発明で
は、全波整流された直流電源間に第1平滑コンデンサを
接続し、この第1平滑コンデンサの両端間に高周波スイ
ッチング動作を行う1つのスイッチング素子と共振イン
ダクタとの直列回路を接続するとともに前記共振インダ
クタに並列にLC共振回路を形成する共振コンデンサを
接続した1石式電圧共振型インバータ回路を設け、前記
第1平滑コンデンサに並列に第2平滑コンデンサを接続
し、放電灯を高周波点灯させるようにした放電灯点灯回
路において、前記共振インダクタと前記共振コンデンサ
との間に共振電流用ダイオードを接続し、前記共振コン
デンサと前記スイッチング素子とに並列にコンデンサを
接続し、このコンデンサと前記共振コンデンサとの接続
中点と前記第1平滑コンデンサの一端との間に力率改善
用ダイオードを接続した。
【0008】請求項2記載の発明では、請求項1記載の
発明の構成において、(第1平滑コンデンサの容量)≫
(コンデンサの容量)に設定した。
【0009】
【作用】請求項1記載の発明においては、共振コンデン
サとスイッチング素子とに並列に接続されたコンデンサ
の高周波振動により、力率改善用ダイオードがオン・オ
フ動作するとともに、回生電流が第2平滑コンデンサに
流れることでその平滑直流電圧を維持するため、第2平
滑コンデンサに対するピークの高い電流を抑制できる。
よって、簡単な構成にして力率改善し得るとともに、平
滑電圧も一定に保ち得る低歪回路となる。
【0010】特に、請求項2記載の発明においては、
(第1平滑コンデンサの容量)≫(コンデンサの容量)
に設定しているので、第1平滑コンデンサの電位よりも
コンデンサの電位のほうが大きくなった場合、電源側か
ら1石式電圧共振型インバータ回路への電流が直接的に
流れるものとなり、入力電流波形の歪が低減される。
【0011】
【実施例】本発明の一実施例を図1ないし図4に基づい
て説明する。図6で示した部分と同一部分は同一符号を
用いて示す。本実施例は、図6(a)に示した構成をベ
ースとしつつ、共振インダクタL0 と共振コンデンサC
0 との間に共振電流用ダイオードD3 を接続し、さら
に、共振コンデンサC0 とスイッチング素子S(具体的
には、図6の場合と同様にトランジスタQ等で構成され
ている)とに並列にコンデンサC4 を接続し、このコン
デンサC4 と共振コンデンサC0 との接続中点と第1平
滑コンデンサC1 の一端との間に力率改善用ダイオード
4 を接続した構成とされている。
【0012】ここに、第1平滑コンデンサC1 、コンデ
ンサC4 の容量の大小関係は、C1≫C4 に設定されて
いる。
【0013】このような構成において、図2に示す電流
波形、電圧波形を参照しつつ動作を説明する。図示例
は、交流電源1による入力電圧VinがVin=100Vの
場合を示し、IL0は共振インダクタL0 に流れる電流、
S はスイッチング素子Sに流れる電流、ID4はダイオ
ードD4 に流れる電流、VS はスイッチング素子Sの両
端電圧、VC1は第1平滑コンデンサC1 の両端電圧、V
C2は第2平滑コンデンサC2 の両端電圧、VC4はコンデ
ンサC4 の両端電圧を示すものとする。
【0014】まず、期間T1 においてはスイッチング素
子Sがオンして共振インダクタL0に電流IL0を流す。
その後、スイッチング素子Sがオフする期間T2 になる
と共振インダクタL0 に蓄えられたエネルギーは、共振
インダクタL0 →共振コンデンサC0 →コンデンサC4
→第2平滑コンデンサC2 の経路を経て放出される。
【0015】その後、コンデンサC2 ,C4 の電圧がV
C2=VC4となる期間T3 になると、共振インダクタL0
と共振コンデンサC0 との共振により、電流は共振イン
ダクタL0 →共振コンデンサC0 →共振電流用ダイオー
ドD3 なる方向に流れる。
【0016】さらに、共振インダクタL0 と共振コンデ
ンサC0 との共振電流IL0が反転する期間T4 になる
と、共振インダクタL0 →第2平滑コンデンサC2 →コ
ンデンサC4 →共振コンデンサC0 の経路で電流IL0
流れる。この過程において、コンデンサC1 ,C4 の電
圧がVC1=VC4となる期間T5 になると、インピーダン
スの低い交流電源1側から電流ID4が、第1平滑コンデ
ンサC1 →共振コンデンサC0 →共振インダクタL0
第2平滑コンデンサC2 の経路で流れる。即ち、コンデ
ンサC4 の高周波振動により力率改善用ダイオードD4
がオン・オフし、かつ、共振インダクタL0 の回生電流
が第2平滑コンデンサC2 に流れることで、その両端電
圧VC2は平滑直流電圧を維持するため、第2平滑コンデ
ンサC2 に対するピーク電流を抑えることができる。つ
まり、図2中に斜線を施して示すように力率改善用ダイ
オードD4 に流れる電流分が力率改善電流として機能す
るものとなる。
【0017】別の観点から説明すると、第1平滑コンデ
ンサC1 とコンデンサC4 との容量が、C1 ≫C4 に設
定されているので、それらの電圧関係がVC1<VC4とな
った場合、電源電圧の低い領域において交流電源1側か
ら直接インバータ回路3側に電流が流れることになり、
歪の低減された電流となる。即ち、インバータ回路3に
おける共振電流IL0により容量の小さいコンデンサC4
の電位を空にすることで、電圧の低い位相部分でも電源
からの電流を流し続けることで波形を整え得るものとな
る。
【0018】その後、スイッチング素子Sの電圧VS
S =0(=VC0+VC4)となる期間T6 になると、こ
のスイッチング素子Sに接続した逆並列ダイオードD1
を介して共振インダクタL0 →第2平滑コンデンサC2
→逆並列ダイオードD1 の経路で電流IL0が流れる。
【0019】以後、同様の動作を繰返す。
【0020】このように本実施例の構成によれば、簡単
な構成で、力率改善を図れるとともに第2平滑コンデン
サC2 に得られる平滑電圧VC2も一定に保ち、1石式電
圧共振型インバータ回路3としての出力も安定させるこ
とができる。
【0021】図3は交流電源1による入力電圧VinがV
in=20Vの場合の各部の電流、電圧波形を示し、図2
で説明した場合と同様の動作となることがわかる。
【0022】また、図4は前述したように入力される交
流電圧Vinの低い位相部分でも電源側から力率改善電流
が流し続けられることを示す波形図である。
【0023】ところで、本実施例ではインバータトラン
ス6を介して放電灯7なる負荷を接続するようにした
が、放電灯(負荷)7の接続個所は、例えば、図5に示
すように自由度のあるものである。同図(a)は共振コ
ンデンサC0 の両端に1次巻線L4 を有するインバータ
トランス9を介して放電灯(負荷)7を接続した例を示
す。C5 は直流カットコンデンサである。同図(b)は
スイッチング素子S(トランジスタQ)の両端にインバ
ータトランス9を介して放電灯(負荷)7を接続した例
を示す。同図(c)は図1と殆ど同じであるが、共振イ
ンダクタL0 と1次巻線L4 とを別個とし、直流カット
コンデンサC5 を介在させてインバータトランス9を接
続したものである。
【0024】
【発明の効果】請求項1記載の発明によれば、全波整流
された直流電源間に第1平滑コンデンサを接続し、この
第1平滑コンデンサの両端間に高周波スイッチング動作
を行う1つのスイッチング素子と共振インダクタとの直
列回路を接続するとともに前記共振インダクタに並列に
LC共振回路を形成する共振コンデンサを接続した1石
式電圧共振型インバータ回路を設け、前記第1平滑コン
デンサに並列に第2平滑コンデンサを接続し、放電灯を
高周波点灯させるようにした放電灯点灯回路において、
前記共振インダクタと前記共振コンデンサとの間に共振
電流用ダイオードを接続し、前記共振コンデンサと前記
スイッチング素子とに並列にコンデンサを接続し、この
コンデンサと前記共振コンデンサとの接続中点と前記第
1平滑コンデンサの一端との間に力率改善用ダイオード
を接続したので、共振コンデンサとスイッチング素子と
に並列に接続されたコンデンサの高周波振動により、力
率改善用ダイオードがオン・オフ動作するとともに、回
生電流が第2平滑コンデンサに流れることでその平滑直
流電圧を維持するため、第2平滑コンデンサに対するピ
ークの高い電流を抑制でき、よって、簡単な構成にして
力率改善し得るとともに、平滑電圧も一定に保ち得る低
歪回路を提供できる。
【0025】請求項2記載の発明によれば、請求項1記
載の発明の構成において、(第1平滑コンデンサの容
量)≫(コンデンサの容量)に設定したので、第1平滑
コンデンサの電位よりもコンデンサの電位のほうが大き
くなった場合、電源側から1石式電圧共振型インバータ
回路への電流が直接的に流すことができ、入力電流波形
の歪を低減させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施例を示す回路図である。
【図2】Vin=100V時の動作を示す電流、電圧の波
形図である。
【図3】Vin=20V時の動作を示す電流、電圧の波形
図である。
【図4】Vin及び力率改善電流を示す波形図である。
【図5】変形例を示す回路図である。
【図6】従来例を示す回路図である。
【図7】その入力電流を示す波形図である。
【符号の説明】
3 1石式電圧共振型インバータ回路 5 LC共振回路 7 放電灯 C0 共振コンデンサ C1 第1平滑コンデンサ C2 第2平滑コンデンサ C4 コンデンサ D3 共振電流用ダイオード D4 力率改善用ダイオード L0 共振インダクタ S スイッチング素子

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 全波整流された直流電源間に第1平滑コ
    ンデンサを接続し、この第1平滑コンデンサの両端間に
    高周波スイッチング動作を行う1つのスイッチング素子
    と共振インダクタとの直列回路を接続するとともに前記
    共振インダクタに並列にLC共振回路を形成する共振コ
    ンデンサを接続した1石式電圧共振型インバータ回路を
    設け、前記第1平滑コンデンサに並列に第2平滑コンデ
    ンサを接続し、放電灯を高周波点灯させるようにした放
    電灯点灯回路において、前記共振インダクタと前記共振
    コンデンサとの間に共振電流用ダイオードを接続し、前
    記共振コンデンサと前記スイッチング素子とに並列にコ
    ンデンサを接続し、このコンデンサと前記共振コンデン
    サとの接続中点と前記第1平滑コンデンサの一端との間
    に力率改善用ダイオードを接続したことを特徴とする放
    電灯点灯回路。
  2. 【請求項2】 (第1平滑コンデンサの容量)≫(コン
    デンサの容量)に設定したことを特徴とする請求項1記
    載の放電灯点灯回路。
JP5334512A 1993-12-28 1993-12-28 放電灯点灯回路 Pending JPH07192880A (ja)

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JP5334512A JPH07192880A (ja) 1993-12-28 1993-12-28 放電灯点灯回路

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JP5334512A JPH07192880A (ja) 1993-12-28 1993-12-28 放電灯点灯回路

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JP (1) JPH07192880A (ja)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0869602A3 (en) * 1997-04-04 2000-01-05 Kabushiki Kaisha TEC Power supply device

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0869602A3 (en) * 1997-04-04 2000-01-05 Kabushiki Kaisha TEC Power supply device

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