JPH11341818A - 電源装置および放電灯点灯装置 - Google Patents

電源装置および放電灯点灯装置

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JPH11341818A
JPH11341818A JP10146291A JP14629198A JPH11341818A JP H11341818 A JPH11341818 A JP H11341818A JP 10146291 A JP10146291 A JP 10146291A JP 14629198 A JP14629198 A JP 14629198A JP H11341818 A JPH11341818 A JP H11341818A
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JP
Japan
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capacitor
inductor
power supply
parallel
voltage
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Pending
Application number
JP10146291A
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English (en)
Inventor
Masahiro Sugiyama
正洋 杉山
Kazuyuki Yamamoto
一行 山本
Toshiyuki Hiraoka
敏行 平岡
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Toshiba Tec Corp
Original Assignee
Toshiba Tec Corp
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Publication date
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Publication of JPH11341818A publication Critical patent/JPH11341818A/ja
Pending legal-status Critical Current

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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】 【課題】 始動時でも部品にストレスが加わることを防
止した放電灯点灯装置を提供する。 【解決手段】 全波整流回路1の電圧が充電用コンデン
サC3の充電電圧より高いときは全波整流回路1から電流
を供給し、低いときは第2のコンデンサC2およびインダ
クタL1の共振電流を重畳させ、脈流電流が0に近い部分
においても、入力電流を連続させて高調波成分を低減さ
せる。電源投入後の所定時間は、コンデンサC4を充電し
ていないため、電界効果トランジスタQ1がオフ状態を維
持し、電界効果トランジスタQ2がオンすることにより、
インダクタL1を短絡してバイパスし、インバータ回路3
の出力が低下する。第2のコンデンサC2とインダクタL1
との共振点がずれ、共振電流が小さくなるため、トラン
ジスタQ1などへのストレスが小さくなって、始動時にト
ランジスタQ3などの破壊を防止する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、高調波成分を抑制
する電源装置および放電灯点灯装置に関する。
【0002】
【従来の技術】従来、この種の電源装置としては、たと
えば特開平8−180992号公報に記載の放電灯点灯
装置が知られている。
【0003】この特開平8−180992号公報記載の
放電灯点灯装置は、商用交流電源にダイオードブリッジ
を介して第1のコンデンサが接続され、さらにダイオー
ドを介して第2のコンデンサが接続され、この第2のコ
ンデンサに対して並列に充電用コンデンサおよびインダ
クタの直列回路が接続され、第2のコンデンサの両端子
間にインバータ回路が接続されたものである。
【0004】そして、商用交流電源が投入されると、全
波整流回路で全波整流し、全波整流回路で全波整流され
た脈流の電圧が充電用コンデンサの充電電圧より高い部
分では、全波整流回路からの電圧がインバータ回路に供
給される。
【0005】また、全波整流回路で全波整流された脈流
の電圧が充電用コンデンサの充電電圧より低い部分で
は、インダクタおよび第2のコンデンサが共振して、入
力電流にこの共振電流が重畳され電流は連続して流れ込
む。
【0006】このように、脈流電流が0に近い部分にお
いても、入力電流を連続させることにより、入力電流に
含まれる高調波成分を低減させている。
【0007】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述の
特開平8−180992号公報に記載の構成の場合、始
動時に第2のコンデンサの充電電圧が上昇し、インバー
タ回路などの部品にストレスが加わったり、あるいは、
破壊されたりするおそれがある問題を有している。
【0008】本発明は、上記問題点に鑑みなされたもの
で、始動時などでも部品にストレスが加わることを防止
した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。
【0009】
【課題を解決するための手段】請求項1記載の電源装置
は、交流電源に接続され整流用の整流手段と、この整流
手段の出力側に接続された第1のコンデンサと、この第
1のコンデンサの出力側に接続され前記整流手段に対し
て順極性に接続されたダイオードと、このダイオードお
よび前記第1のコンデンサの直列回路に並列に接続され
た第2のコンデンサと、この第2のコンデンサに並列に
接続されたインダクタおよび充電用コンデンサの直列回
路と、前記第2のコンデンサに並列に接続され負荷に電
力を供給するインバータ手段と、前記インダクタを電気
的に接離するスイッチング手段と、動作開始後の所定時
間は前記スイッチング手段により前記インダクタを電気
的に切り離す制御手段とを具備したもので、始動開始後
の所定時間はスイッチング手段によりインダクタンスを
電気的に切り離すことにより、第2のコンデンサとイン
ダクタの共振状態が異なるため、インバータ手段などに
大きな共振電流が流れなくなり、インバータ手段などの
部品にストレスがかかることを防止する。
【0010】請求項2記載の電源装置は、交流電源に接
続され整流用の整流手段と、この整流手段の出力側に接
続された第1のコンデンサと、この第1のコンデンサの
出力側に接続され前記整流手段に対して順極性に接続さ
れたダイオードと、このダイオードに並列に接続された
第2のコンデンサと、前記第1のコンデンサおよび前記
第2のコンデンサの直列回路に並列に接続されたインダ
クタおよび充電用コンデンサの直列回路と、前記第2の
コンデンサに並列に接続され負荷に電力を供給するイン
バータ手段と、前記インダクタを電気的に接離するスイ
ッチング手段と、動作開始後の所定時間は前記スイッチ
ング手段により前記インダクタを電気的に切り離す制御
手段とを具備したもので、始動開始後の所定時間はスイ
ッチング手段によりインダクタンスを電気的に切り離す
ことにより、第2のコンデンサとインダクタの共振状態
が異なるため、インバータ手段などに大きな共振電流が
流れなくなり、インバータ手段などの部品にストレスが
かかることを防止する。
【0011】請求項3記載の電源装置は、交流電源に接
続された第1のコンデンサと、この第1のコンデンサに
並列に入力側が接続された整流手段と、この整流手段の
出力側に接続された第2のコンデンサと、この第2のコ
ンデンサに並列に接続されたインダクタおよび充電用コ
ンデンサの直列回路と、前記第2のコンデンサに並列に
接続され負荷に電力を供給するインバータ手段と、前記
インダクタを電気的に接離するスイッチング手段と、動
作開始後の所定時間は前記スイッチング手段により前記
インダクタを電気的に切り離す制御手段とを具備したも
ので、始動開始後の所定時間はスイッチング手段により
インダクタンスを電気的に切り離すことにより、第2の
コンデンサとインダクタの共振状態が異なるため、イン
バータ手段などに大きな共振電流が流れなくなり、イン
バータ手段などの部品にストレスがかかることを防止す
る。
【0012】請求項4記載の放電灯点灯装置は、負荷は
放電ランプである請求項1ないし3いずれか記載の電源
装置を具備したもので、それぞれの作用を奏する。
【0013】
【発明の実施の形態】以下、本発明の第1の実施の形態
の電源装置を含む放電灯点灯装置を図面を参照して説明
する。
【0014】図1に示す放電灯点灯装置は、商用交流電
源eの出力端子間に整流手段としてのたとえばダイオー
ドブリッジなどにて構成される全波整流回路1の入力端
子が接続されている。この全波整流回路1の出力端子間
には、第1のコンデンサC1が接続されるとともに、全波
整流回路1の正極側から順極性にスイッチング機能を有
するダイオードD1が接続され、このダイオードD1を介し
た全波整流回路1に第2のコンデンサC2が接続されてい
る。
【0015】そして、この第2のコンデンサC2に対して
並列に、ダイオードD1の最大瞬時電圧より低い電圧値で
充電される充電用コンデンサC3およびインダクタL1の直
列回路が接続されている。
【0016】また、第2のコンデンサC2の両端には制御
手段2が接続され、この制御手段2は、第2のコンデン
サC2に対して並列に、抵抗R1および抵抗R2の直列回路を
接続し、この抵抗R2に対して並列にコンデンサC4を接続
し、抵抗R1および抵抗R2の接続点に電界効果トランジス
タQ1のゲートを接続し、また、第2のコンデンサC2に対
して並列に、抵抗R3および抵抗R4の直列回路を接続し、
この抵抗R4に電界効果トランジスタQ1のドレイン、ソー
スを接続し、抵抗R3および抵抗R4の接続点にスイッチン
グ手段としての電界効果トランジスタQ2のゲートを接続
し、電界効果トランジスタQ2のドレイン、ソースをイン
ダクタL1に対して並列に接続する。
【0017】さらに、第2のコンデンサC2の両端子間に
はインバータ手段としてのインバータ回路3が接続され
る。
【0018】そして、このインバータ回路3は、第2の
コンデンサC2の両端子間に漏洩磁束型のインバータトラ
ンスTrの1次巻線Tr1 およびスイッチング手段としての
トランジスタQ3の直列回路を接続し、1次巻線Tr1 に対
して並列にコンデンサC5を接続し、トランジスタQ3のコ
レクタ、エミッタ間には還流用のダイオードD2を接続す
る。なお、トランジスタQ3のベースには図示しないドラ
イブ回路が接続される。
【0019】また、インバータトランスTrの2次巻線Tr
2 には、直流カット用のコンデンサC6を介して負荷であ
る放電ランプとしての蛍光ランプFLのフィラメントFLa
,FLb を接続する。さらに、これらフィラメントFLa
,FLb には、始動用のコンデンサC7を接続する。
【0020】次に、この図1に示す回路の動作について
説明する。
【0021】まず、商用交流電源eが投入されると、全
波整流回路1で全波整流し、第1、第2のコンデンサC
1,C2および充電用コンデンサC3を充電する。
【0022】また、全波整流回路1で全波整流された脈
流の電圧が充電用コンデンサC3の充電電圧より高い部分
について説明する。
【0023】そして、トランジスタQ3がオンすると、第
1のコンデンサC1および一部が第2のコンデンサC2か
ら、インバータトランスTrの1次巻線Tr1 に電流が供給
される。そして、第1のコンデンサC1および第2のコン
デンサC2の合成容量は、インバータ回路3を駆動するの
に十分なエネルギを有しているので、第1のコンデンサ
C1および第2のコンデンサC2からの電力供給に従って、
商用交流電源eからのエネルギが入力電流として流入さ
れる。また、トランジスタQ3のオン時には、インダクタ
L1に応じて充電用コンデンサC3が充電される。なお、こ
のように全波整流回路1で全波整流された脈流の電圧が
充電用コンデンサC3の充電電圧より高い場合には、充電
用コンデンサC3からインバータ回路3には放電されな
い。
【0024】次に、全波整流回路1で全波整流された脈
流の電圧が充電用コンデンサC3の充電電圧より低い部分
について説明する。
【0025】充電用コンデンサC3の充電電圧に対して、
全波整流回路1で全波整流された脈流の電圧が低下した
ときにトランジスタQ3がオンすると、第2のコンデンサ
C2からインバータトランスTrの1次巻線Tr1 に電力が供
給される。そして、第2のコンデンサC2の電圧は、イン
バータ回路3が必要とするエネルギとしては不十分であ
るので、第2のコンデンサC2の電圧は低下する。その
後、第2のコンデンサC2の電圧が第1のコンデンサC1の
電圧まで低下すると、第1のコンデンサC1がインバータ
回路3にエネルギを供給する。また、この第1のコンデ
ンサC1の放電量に対応する分、商用交流電源eより補給
する形で入力電流として全波整流回路1から流入する。
なお、この動作は、トランジスタQ3がオフするまで継続
される。
【0026】一方、充電用コンデンサC3の充電電圧は、
インダクタL1のインダクタンスによりエネルギの放出が
遅れ、トランジスタQ1がオンする直前にエネルギを放出
する。
【0027】その後、トランジスタQ1がオフすると、充
電用コンデンサC3の充電電圧は、インダクタL1との共振
により、インバータ回路3に供給される。また、充電用
コンデンサC3の充電電圧に対して第1のコンデンサC1の
電圧が低下するに従って、インダクタL1と充電用コンデ
ンサC3とによる振幅が大きくなり、入力電流が最も低く
なる部分で共振電流がピークとなり、入力電流は小さく
なっても電流は連続して流れ込む。
【0028】このように、脈流電流が0に近い部分にお
いても、入力電流を連続させることにより、入力電流に
含まれる高調波成分を低減させている。
【0029】そうして、このようにインバータ回路3
は、トランジスタQ1を高周波でスイッチング制御し、イ
ンバータトランスTrの1次巻線Tr1 のインダクタンスと
充電用コンデンサC3で共振した電圧が2次巻線Tr2 に伝
達され、蛍光ランプFLに供給される。そして、コンデン
サC5が蛍光ランプFLのフィラメントFLa ,FLb を予熱
し、同時にコンデンサC6の発生電圧を蛍光ランプFLに印
加し、蛍光ランプFLを始動、点灯させる。
【0030】また、電源投入後の所定時間は、コンデン
サC4が充電されていないため、電界効果トランジスタQ1
のゲートにゲート電圧が印加されず、この電界効果トラ
ンジスタQ1がオフ状態を維持するため、電界効果トラン
ジスタQ2のゲートに電圧が印加され、電界効果トランジ
スタQ2がオンすることにより、インダクタL1を短絡、す
なわち電気的に切り離してバイパスし、インバータ回路
3の出力が低下する。これにより、第2のコンデンサC2
とインダクタL1との共振点がずれ、共振電流が小さくな
るため、トランジスタQ1などへのストレスが小さくなっ
て、始動時にトランジスタQ3などが破壊されることなど
を防止する。
【0031】また、第2の実施の形態を図2を参照して
説明する。
【0032】この図2に示す実施の形態は、図1に示す
第1の実施の形態において、第2のコンデンサC2をダイ
オードD1に対して並列に接続したものである。
【0033】そして、この図2に示す第2の実施の形態
も図1に示す第1の実施の形態と同様に動作する。
【0034】さらに、第3の実施の形態を図3を参照し
て説明する。
【0035】この図3に示す実施の形態は、図1に示す
実施の形態において、第1のコンデンサC1および第2の
コンデンサC2の間に、全波整流回路1を接続したもので
ある。
【0036】そして、この図3に示す第3の実施の形態
も図1に示す第1の実施の形態と同様に動作する。
【0037】このように、第1のコンデンサC1および第
2のコンデンサC2の間に、全波整流回路1を接続すれ
ば、逆流阻止用のダイオードD1が不要となり、回路構成
が簡単になる。
【0038】
【発明の効果】請求項1記載の電源装置によれば、始動
開始後の所定時間はスイッチング手段によりインダクタ
ンスを電気的に切り離すことにより、第2のコンデンサ
とインダクタの共振状態が異なるため、インバータ手段
などに大きな共振電流が流れなくなり、インバータ手段
などの部品にストレスがかかることを防止できる。
【0039】請求項2記載の電源装置によれば、始動開
始後の所定時間はスイッチング手段によりインダクタン
スを電気的に切り離すことにより、第2のコンデンサと
インダクタの共振状態が異なるため、インバータ手段な
どに大きな共振電流が流れなくなり、インバータ手段な
どの部品にストレスがかかることを防止できる。
【0040】請求項3記載の電源装置によれば、始動開
始後の所定時間はスイッチング手段によりインダクタン
スを電気的に切り離すことにより、第2のコンデンサと
インダクタの共振状態が異なるため、インバータ手段な
どに大きな共振電流が流れなくなり、インバータ手段な
どの部品にストレスがかかることを防止できる。
【0041】請求項4記載の放電灯点灯装置によれば、
負荷は放電ランプである請求項1ないし3いずれか記載
の電源装置を具備したので、それぞれの効果を奏するこ
とができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の第1の実施の形態の放電灯点灯装置を
示す回路図である。
【図2】同上第2の実施の形態の放電灯点灯装置を示す
回路図である。
【図3】同上第3の実施の形態の放電灯点灯装置を示す
回路図である。
【符号の説明】
1 整流手段としての全波整流回路 2 制御手段 3 インバータ手段としてのインバータ回路 C1 第1のコンデンサ C2 第2のコンデンサ C3 充電用コンデンサ D1 ダイオード e 商用交流電源 FL 負荷である放電ランプとしての蛍光ランプ L1 インダクタ Q2 スイッチング手段としての電界効果トランジスタ
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 FI H05B 41/29 H05B 41/29 C

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 交流電源に接続され整流用の整流手段
    と、 この整流手段の出力側に接続された第1のコンデンサ
    と、 この第1のコンデンサの出力側に接続され前記整流手段
    に対して順極性に接続されたダイオードと、 このダイオードおよび前記第1のコンデンサの直列回路
    に並列に接続された第2のコンデンサと、 この第2のコンデンサに並列に接続されたインダクタお
    よび充電用コンデンサの直列回路と、 前記第2のコンデンサに並列に接続され負荷に電力を供
    給するインバータ手段と、 前記インダクタを電気的に接離するスイッチング手段
    と、 動作開始後の所定時間は前記スイッチング手段により前
    記インダクタを電気的に切り離す制御手段とを具備した
    ことを特徴とする電源装置。
  2. 【請求項2】 交流電源に接続され整流用の整流手段
    と、 この整流手段の出力側に接続された第1のコンデンサ
    と、 この第1のコンデンサの出力側に接続され前記整流手段
    に対して順極性に接続されたダイオードと、 このダイオードに並列に接続された第2のコンデンサ
    と、 前記第1のコンデンサおよび前記第2のコンデンサの直
    列回路に並列に接続されたインダクタおよび充電用コン
    デンサの直列回路と、 前記第2のコンデンサに並列に接続され負荷に電力を供
    給するインバータ手段と、 前記インダクタを電気的に接離するスイッチング手段
    と、 動作開始後の所定時間は前記スイッチング手段により前
    記インダクタを電気的に切り離す制御手段とを具備した
    ことを特徴とする電源装置。
  3. 【請求項3】 交流電源に接続された第1のコンデンサ
    と、 この第1のコンデンサに並列に入力側が接続された整流
    手段と、 この整流手段の出力側に接続された第2のコンデンサ
    と、 この第2のコンデンサに並列に接続されたインダクタお
    よび充電用コンデンサの直列回路と、 前記第2のコンデンサに並列に接続され負荷に電力を供
    給するインバータ手段と、 前記インダクタを電気的に接離するスイッチング手段
    と、 動作開始後の所定時間は前記スイッチング手段により前
    記インダクタを電気的に切り離す制御手段とを具備した
    ことを特徴とする電源装置。
  4. 【請求項4】 負荷は放電ランプである請求項1ないし
    3いずれか記載の電源装置を具備したことを特徴とする
    放電灯点灯装置。
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