JPS59220081A - 電源装置 - Google Patents

電源装置

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JPS59220081A
JPS59220081A JP58093432A JP9343283A JPS59220081A JP S59220081 A JPS59220081 A JP S59220081A JP 58093432 A JP58093432 A JP 58093432A JP 9343283 A JP9343283 A JP 9343283A JP S59220081 A JPS59220081 A JP S59220081A
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JP
Japan
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power supply
voltage
inverter
capacitor
auxiliary power
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Application number
JP58093432A
Other languages
English (en)
Inventor
Mochikiyo Nobuhara
以清 延原
Kohei Yuhara
湯原 恒平
Minaki Aoike
青池 南城
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Toshiba Electric Equipment Corp
Toshiba Denzai KK
Original Assignee
Toshiba Electric Equipment Corp
Toshiba Denzai KK
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Publication date
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    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02MAPPARATUS 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
    • H02M7/00Conversion of AC power input into DC power output; Conversion of DC power input into AC power output
    • H02M7/42Conversion of DC power input into AC power output without possibility of reversal
    • H02M7/44Conversion of DC power input into AC power output without possibility of reversal by static converters
    • H02M7/48Conversion of DC power input into AC power output without possibility of reversal by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode
    • H02M7/53Conversion of DC power input into AC power output without possibility of reversal by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode using devices of a triode or transistor type requiring continuous application of a control signal
    • H02M7/537Conversion of DC power input into AC power output without possibility of reversal by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode using devices of a triode or transistor type requiring continuous application of a control signal using semiconductor devices only, e.g. single switched pulse inverters

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Inverter Devices (AREA)

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】 本発明はインバータを含奉放゛電灯の点灯用等に用いる
ことができる電源装置に関する。
この種装置として、交流電圧を整流平滑して得た直流電
圧をインバータに入力するようにしたものが知られてい
るが、このものは平滑用として比較的大容量のコンデン
サが必要であって、高価で大形化するとともに、いわゆ
るCインプット形となって入力力率を低下させる欠点を
有するものであった。
これに対して、高慕力率化を図るものとして特開昭53
−1:36624号公報に示されるものが提案された。
このものは整流出力を平滑する大容量のコンデンサを有
さすに、インバータの出力電圧の一部を整流して得た電
圧を充電する相対的に小容量のコンデンサを有するもの
で、この小容量のコンデンサの充・E電荷を整流出力の
低圧期間(谷部分)にインバータに供給することによっ
て、インバータに対する入力電圧を平滑化直流磁圧に近
づけようとするもので、ろる。したがって、このものは
大容量のコンデンサが不要であり、入力力率も改善でき
ると考えられる。しかしながら、このものに2いては、
前述した小容量コンデンサの充電用とし−Cインバータ
の出力の一部を取出すために、格別にトランスあるいは
出力巻線を用いなけれはならないので、部品数が増えた
り、トランスの巻線作業が煩雑になったりず不と考えら
ルるものである。
本発明は、上述した従来装置の欠点を解消するためにな
されたもので、高力率化を図れるとともに、格別にトラ
ンスや出力巻線を追加する必要がなく低価格化を図れる
′改源装置を提供することを目的とするものである。
本発明は、整流装置からの脈流電圧を交互にオン・オフ
する少なくとも一対のスイッチング装置を有してなるイ
ンバータによって交流IE圧に、&換するものであって
、前記脈流電圧の高圧期間に粋いて前記一対のスイッチ
ング装置のうち特定された一方のスイッチング装置がオ
ンしCいるときこのオンしているスイッチング装置を介
して前記脈流電圧により充電され、前記脈流′磁圧の低
圧期間に充′覗′覗荷を前記インバータに供給する少な
くとも1個の補助電源装置を前記装置の出力側に設けた
ことを特徴とするものである。
本発明は、補助Iαα架装置より脈流″磁圧の(低圧期
間を補うので、インノく一部の入力電圧を平2片イヒさ
れ7”C直流電圧に近づけることか−??きる。この結
果(同じ容量では)、インノく一部の出力′電圧も単に
交流1区圧を隙流しただけの脈流電圧より、J−さいリ
ップル包絡線を持ったものにすること力!できる。
このように、インバータの出力電圧における包絡線のリ
ップルが小さいと、たとえば放電灯を点灯する場合には
発光効率を高めることができ、また。
再度直流磁圧に変換する場合には、低周波用の平滑コン
デンサを不要にできるかあるいはlJ1量にすることが
できるものである。
また、本発明は補助電源装置の充電用としてインバータ
の出力の一部を取出すものではない力1ら、格別にトラ
ンスや出力巻線を用いる必要力;なく、上記公報のもの
より構造を簡単にできるもの′ごある。
本発明において、インノく一部は交互にオン・オフする
少なくとも一対のスイッチング装置を有することを要す
るもので、インバータの形成は特に限定されない。すな
わら、いわゆる直列形インノく一タ、並列形インバータ
、ノ・−7ブリツジ形インバータ、フルブリッジ形イン
バータ等のいずれであってもよいものである。また、ス
イッチング装置もトランジスタ、SCJゲートターンオ
フサイリスタ等どのようなものでもよい。そして、この
ようなインバータの発振周波数は整流装置に入力される
交流電圧の周波数の2倍を越えるように設定されるもの
で、たとえば可聴周波数以上に設定することがで話る。
さらに、スイッチング装置のオン・オフ制御はいわゆる
自励式あるいは他動式のいずれでもよいものである。
また、本発明において補助4源装置は、コンデンサやバ
ッテリを用いて構成することがCきる。
このコンデンサやバッテリには充放心を制御[11する
スイッチやダイオードが接続され、まl′ζ、必要に応
じて限流素子等信の部品が接続されるーさらに、本発明
は放電灯の点灯用として好適なものであるが、これに限
定されるものではなく、他の負荷用としても使用できる
ものである。
以下、本発明の実施例を図面を参照して説明する。第1
図および第2図は第1の実施例を示すものである。(1
)は整流装置で、交流電源(2)からの出力を幣流して
脈流[i圧を出力するものである。(3)はインバータ
で、交互にオン・オフする一対のスイッチング装置(4
)、(5)たとえばトランジスタを有するものである。
第1図においてはノー−7ブリツジ形の直列形インバー
タを示す。すなわち、スイッチング装置(4j、(5)
と並列に一対のコンデンサ(6)。
(7)が接続され、)前記スイッチング装置(4)、(
5)の接続点と、前記コンデンサ(61’ 、 (7J
の接続点との間には直列共振回路を形成するインダクタ
(8)、コンデンサ(9)が接続されている。鱈は負荷
であり、圓。
(1zは電圧制限用のダイオードである。また、0四は
前記スイッチング装置(41、(51のスイッチングを
制御する駆動装置である。このようなインバータ(3)
自体は周知である。
翰は補助″電源装置で、上記整流装置(11の出力側に
設けられている。本実施例においてはl飼の補助電源装
置(21のみを有するものを示す。この補助電源装置(
イ)は、たとえはコンデンサ(2D、限流素子としての
インダクタ(局、アイル−ト用のタ゛イオード@訃よび
充′准用のダイオード(241により構成されるもので
ある。
つぎに作用を述べる。一対のスイッチング装置(4J 
、 (51が駆動装置(131によってたとえば20K
Hz−(’交互にオン・オフしているものとし、いま、
第2図に示すように脈流出力の高圧期間(1+)であっ
て、スイッチング装@(4)がオン、スイッチング装置
(5+がオフの場合、整流装@(1)の(+)側−スイ
ッチングi [+4)〜インダクタ(8)−コンデンサ
(9)−コンデンサ(7)−整流装置03の+−)fI
llの経路が形式され、インダクタ(8)およびコンデ
ンサ(9)は共振する。つぎtこ、スイッチング装置(
4)がオフ、スイッチング装置(5)がオンすると、ス
イッチング装Vfi (5)経路が形成され、インダク
タ(81+9−よびコンデンサ(91は共振する。この
とき、スイッチング装置(5夕のオンにより、清流装置
(1)の(月訓−コンデンサ(2υ−インダクタ(22
1−ダイオード(241−スイッチング装置(51−整
流装置(1)の(−111111の経路が形成されC1
コンデンナ(21+はスイッチングされた脈流電圧をイ
ンダクタ02)で限流された高周波電流によって充電さ
れる。すなわち、補助電源装置(2IJ1は特定された
一方のスイッチング装置(54がオンしているときのみ
充4−gれる。以後、上記の動作を繰返して第2図に示
すように脈流電圧の低圧期間(t、)になって、補助電
源装# f21Jの両端1圧値が脈流電圧値を上回ると
、インバータ(:3〕には補助It電源装置イ)からコ
ンデンサ(2D−スイッチング装fet (41−イン
ダクタ(8)−コンデンサ(9)−コンデンサ(7)−
タイオード(ハ)−インダクタ9ゐの経路で給(される
。したがって、インバータ(3)の入力磁圧は第2図示
のようになる。なお、補助4源装置(21の両端電圧、
第2図に示した期間(【、〕の長さ、第2図において期
間(+2)におけるIil圧の勾配等がコンデンサ(2
1)およびインダクタ@の選定によっである程度任意に
選べることは容易に理解できるであろう。
第3図は他の実施例を示すものである。第11図と同じ
部分には同じ符号を付して説明を省略す、乙。
本実施例において、負荷は放屯灯0(至)である。ま7
j、本実施例では整流装置(1)と補助′電源装置S−
(2りとの1mに高周波用のフィルタGυを設けている
。さらに、スイッチング装置(4)と並列にフライ月;
イール用のダイオード0邊を設けている。このような実
施例の作用は、第1図について述べた作用から容易に理
解できるので説明を省略する。
第4図〜第6図は、・池の形式のインノ(−夕を用いた
実施例を示すものである。それぞれ第1図または第3図
と同じ部分には同じ符号を付し′C説明を省略する。第
4図示実施例に2い−Cインノ(−タ(40ハシングル
エンドの直列インノく一部である。硝5図に示すインバ
ータ(51はソリブリッジ形インノく一部であり、第6
図に示すインノく一タ〜0)は並列3bインバータであ
る。これら、インノ(−タ(41、(5α、 、+rl
lJ自体の構成は周知であるので、詳ir、IB説明は
省略するが、いずれのインバータ(づl 、 aol 
、…におI/)′Cも一対のスイッチング装置(41)
 、 (4の、Gυ、62.佑υ、(64力(交互にオ
フ・オフするものである。第1図〜第6図示実施例の作
用も第1図の作用から容易に理解できるので説明を省略
する。
第7図〜第12図は補助電源装置の他の実施例を示すも
のであり、これらは第1図、第3図〜第6図に示した補
助゛覗源装置翰と置換可能なものである。第7図に示し
た補助゛准源装置t′rO)はアイソレート用ダイオー
ドとしてツェナーダイオード(7Dを用いたもので、補
助1獲源装置(lO)の両端に過電圧が生じた場合に導
通してコンデンサ(2刀を過峨圧吸収用に作用さするこ
とかできるものである。第8図に2いてはアイソレート
用ダイオードに代えてスイッチング素子(sD rtと
えば8CRを用い、位相検知回路@功により前記スイッ
チング素子[F]υを脈流眼圧の適当位相でオンするよ
うにしたものである。このような補助電源装置′81)
の場合には、前記スイッチング素子(8I)をオンさせ
る位相の選定により、第13図に示すような電圧をイン
バータに人力させることがでへるものである。5g9図
の補助「梶源装置(91は限流素子e4を光重用のダイ
オード(24+のカソード側に設けたものである。また
、第10図の補助電源装置(100)はコンデンサC2
Dの充電期間を異ならせたもので、之とえは嬉1図のも
のに適用すると、スイッチング装置f(4)がオンして
いるときに充′賀すれるものである。しかし、この補助
電源装置(100)はそのまま第6図のものに用いるこ
とはできないものである。第i、 1図に示す補助電源
装置&(110)はコンデンサに代えてバッチ’)CF
lJ)を用いたものである。第12図の補助r、民温源
装置120)は限流素子としてインダクタ(121) 
bよびコンデンサ(122)の直列回路を用い、さらに
、フライホイール用のダイオ−ド(123)を付加し7
nもので、前記インダクタ(121)およびコンデンサ
(122)の共振点をインバータのスイッチング周波数
よりf′)ずかに高く選んだものである。もらうんわず
か圧低く選んでもよい。
第14図は2個の補助電源装置(20,) + (2o
z)を用いた場合の実施例を示すものである。4I図と
同じ部分には同じ符号を付しCある。本実施F3すにお
いて一方の補助電源装置(201)はコンデンサ(21
1) 、限流インピーダンス(22m) 、アイソレー
ト用ダイオード(231)および充電用ダイオード(2
4+)力1らなり、一対のスイッチング装置f4J 、
 (51のうち一方のスイッチング装置(57がオンし
たときに充ト戎されるものであり、他方の補助電源装置
(20,)はコンデンサ(212) 、限流インピーダ
ンス(222) 、アイソレート用ダイオード(232
)および充゛iニ用ダイオード(24t)からなり、他
方のスイッチング装置(4)がオンしたときに充電され
るものである。そして、補助゛4源装置(20+)、(
20ツ)において対応する部品は同一性能とすることが
できる。
この場合、第1図示のものと同様の特性とするならばコ
ンデンサ(211) 、 (zxt)の各容量は第1図
示のコンデンサ(211の訃およそ半分とすることがで
きる。また、本実施例によれば、一対のスイッチング装
置(41+ +51それぞれに補助電源装置(201)
または(202)の充電電流を通流するため、スイッチ
ング装置t41 、 +51としてトランジスタを用い
た場合に、各トランジスタのベース電流を均等化するこ
とができる。なお、本実施例において、コンデンサ(2
11)−限流インピーダンス(22υ−光磁用ダイオー
ド(241)−充電用ダイオード(z4.t)−限流用
インピーダンス(222)−コンデンサ(21,)の閉
回路が形成されるが、各補助電源装置(201) 、 
(2oz)の電圧が並流装置(1)の出力電圧の半分よ
り高くなるように各構成部品の定数を選定することによ
り、各補助電源装置(20+) 、 (20t)はスイ
ッチング装置(4)または(5)を介し゛C充電される
ものである。また、本実施列のように2個の補助電源装
置を設けることは第3図〜第6図のものにも適用できる
ことCあり、第7図〜第12図の補助電源装置を用いて
もよいものである。
なお、本発明は上記実施例に限られず種々の変形を可と
する。たとえば、補助I−E源装研装置述の他第7図〜
第11図示のものを適宜組合わすCもよいものである。
また、補助電源装置に訃ける限流素子は必rしも必要で
はなく、たとえばインバータのスイッチング周波数が高
い場合には省略することができるものである。よ、ど、
スイッチング装置がトランジスタであって、第1図〜第
6図のように一方のスイッチング装置にのみ充改虜流を
通流する場合、この一方のスイッチング装置のベース直
流が他方のスイッチング装置のベース磁流よシ多くなる
ように予め設計して吃くことができる。さらには、補助
電源装置の充電期間と放電期間とでベース礁流を異なら
せてもよい。もとより、スイッチング装置がSCRのよ
うな場合には上記手段は不要である。
以上詳述したように本発明は、インバータにおける一対
のスイッチング装置のうち特定はれた一方のスイッチン
グ装置を介して脈流電圧により補助電源装置を充電し、
この補助電源装置によって脈流電圧の低圧期間を補うか
ら、高力率化を図れながらインバータの入力電圧を平滑
化直流電圧に近づけることができ、しかも、前記補助電
源装置の充1用として格別なトランスや出力巻線全必要
としないから、部品点数を極力少なくでき安価。
小形化を図れるものである。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明の第1の実施例を示す回路図、第2図は
第1図の作用を示す電圧波形図、第3図〜第6図、第1
4図は他の実施例を示す回路図、−第7図〜第12図は
補助電源装置の実施例金示す回路図、第131は第8図
の作用を示す4圧波形図である。 (1)  整流装置 (31、(41、50,(60・・・インバータ(20
1,(2Q+ ) 、(20z) 、(7G、(80,
(91,(14)0) 、 (110) 、 (120
)補助′岨源装置 特許出願人  東芝if材株式片社 代理人 弁理士  小野1)芳 仏 性 1 口 孜 才 Z  口 才 3 閃 オ 1  閂 第5図 オ 7 口        才 8 &2′9 閾  
    ケ10ω     背+/  囚オ 14  

Claims (5)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)  交流電源電圧を整流し脈流電圧を出力する整
    流装置と、 交互にオン・オフする少なくとも一対のスイッチング装
    置を有し上記整流装置の出力を交流電圧に変換するイン
    バータと、 上記整流装置の出力側に設けられ上記脈流電圧の高圧期
    間において上記スイッチング装置ノうち特定された一方
    のスイッチング装置がオンしているときこのケ(〜チン
    グ装置を介し−CC上記脈流正圧より充電され上記脈流
    電圧の低圧期間に充電電荷を上記インバータに供給する
    少なくとも一個の補助電源装置と、 を具備したことを特徴とする電源装置。
  2. (2)前記インバータは前記整流装置の出力端子間に互
    に直列接続されて設けられた一対のスイッチング装置を
    有するものであることを特徴とする特許請求の範囲(1
    )記載の電源装置。
  3. (3)前記インバータは前記整流装置の出力端子間に互
    いに並列的関係に接続された一対のスイッチング装置を
    有するものであることを特徴とする特許請求の範囲(1
    )記載の電源装置。
  4. (4)前記補助電源装置は前記一対のスイッチング装置
    のそれぞれに対応して2個設けられているものであるこ
    とを特徴とする特許請求の範囲(1)〜(3)のいずれ
    か一記載の電源装置。
  5. (5)前記補助電源装置は前記整流装置の出力瑞子間忙
    設けられたコンデンサおよびアイソレート用ダイオード
    を含む直列回路と、上記コンデンサおよび上記アイソレ
    ート用ダイオードの接続点と前記一対のスイッチング装
    置の接続点との間に設けられた充電用ダイオードとを有
    するものであることを特徴とする特許請求の範囲(11
    〜(4]のいずれか一記載の電源装置。
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