JP3295819B2 - 放電灯点灯装置 - Google Patents
放電灯点灯装置Info
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- JP3295819B2 JP3295819B2 JP34682892A JP34682892A JP3295819B2 JP 3295819 B2 JP3295819 B2 JP 3295819B2 JP 34682892 A JP34682892 A JP 34682892A JP 34682892 A JP34682892 A JP 34682892A JP 3295819 B2 JP3295819 B2 JP 3295819B2
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Description
【０００１】
【産業上の利用分野】この発明は、各種用途の光源に使
用される放電灯に入力される、特に正常な電圧、電流ま
たは電力波形をもった矩形波交流電力を、常時、安定し
て供給できるように制御する放電灯点灯装置に関するも
のである。
用される放電灯に入力される、特に正常な電圧、電流ま
たは電力波形をもった矩形波交流電力を、常時、安定し
て供給できるように制御する放電灯点灯装置に関するも
のである。
【０００２】
【従来の技術】放電灯を点灯させる放電灯点灯装置とし
て、従来、図４に示すようなものがある。この放電灯点
灯装置は、商用交流電源１に接続した第１の整流器２
と、整流された直流電力を高周波電力に変換するパルス
幅制御型の直流ー交流変換器３と、変換された高周波電
力を所定の電圧に昇圧する１次および２次巻線を有する
普通のトランス４と、このトランス４によって昇圧した
高周波電力を整流する第２の整流器５と、この整流器５
の出力側の直流電流値を検出する電流検出回路６と、整
流された直流電力を矩形波交流電力に変換する極性切替
回路７と、前記電流検出回路６からの検出信号に基づい
て、前記極性切替回路７に接続した放電灯８の放電電流
をほぼ一定値に保持するように、前記直流ー交流変換器
３を制御する電流制御回路９などによって構成されてい
る。
て、従来、図４に示すようなものがある。この放電灯点
灯装置は、商用交流電源１に接続した第１の整流器２
と、整流された直流電力を高周波電力に変換するパルス
幅制御型の直流ー交流変換器３と、変換された高周波電
力を所定の電圧に昇圧する１次および２次巻線を有する
普通のトランス４と、このトランス４によって昇圧した
高周波電力を整流する第２の整流器５と、この整流器５
の出力側の直流電流値を検出する電流検出回路６と、整
流された直流電力を矩形波交流電力に変換する極性切替
回路７と、前記電流検出回路６からの検出信号に基づい
て、前記極性切替回路７に接続した放電灯８の放電電流
をほぼ一定値に保持するように、前記直流ー交流変換器
３を制御する電流制御回路９などによって構成されてい
る。
【０００３】前記直流ー交流変換器３は、図５に示すよ
うに、４個のＦＥＴ（電界効果トランジスタ）Ｑ1 ，Ｑ
1 、Ｑ2 ，Ｑ2 をブリッジの各辺に配置してスイッチン
グ回路を構成したもので、各ＦＥＴＱ1 ，Ｑ1 、Ｑ2 ，
Ｑ2 のゲート端子Ｇとソース端子Ｓの間に適宜時間差を
おいて制御電圧信号ｅ，ｅ，ｅ，ｅを印加すると、図に
おいて対角線方向に並ぶ２組のＦＥＴＱ1 ，Ｑ1 および
Ｑ2 ，Ｑ2 が交互に周期的にオン，オフ動作を繰り返し
て、出力端３ａ，３ｂに矩形波交流電力を発生するよう
になっている。
うに、４個のＦＥＴ（電界効果トランジスタ）Ｑ1 ，Ｑ
1 、Ｑ2 ，Ｑ2 をブリッジの各辺に配置してスイッチン
グ回路を構成したもので、各ＦＥＴＱ1 ，Ｑ1 、Ｑ2 ，
Ｑ2 のゲート端子Ｇとソース端子Ｓの間に適宜時間差を
おいて制御電圧信号ｅ，ｅ，ｅ，ｅを印加すると、図に
おいて対角線方向に並ぶ２組のＦＥＴＱ1 ，Ｑ1 および
Ｑ2 ，Ｑ2 が交互に周期的にオン，オフ動作を繰り返し
て、出力端３ａ，３ｂに矩形波交流電力を発生するよう
になっている。
【０００４】前記電流制御回路９は、前記電流検出回路
６から送出された直流電流信号値を設定電圧と比較し
て、その差に相当する操作信号Ａを出力する演算部９ａ
と、前記操作信号Ａに対応したパルス幅のパルスＰを周
期的に出力するパルス幅変調部９ｂと、このパルス幅変
調部９ｂからパルス幅が変調されて周期的に出力される
パルスＰを制御信号ｅに変えて、前記直流ー交流変換器
３を構成する各ＦＥＴＱ1 ，Ｑ1 ，Ｑ2 ，Ｑ2 に分配し
て印加するドライバー９ｃなどによって構成されてお
り、そして、前記のように、直流ー交流変換器３から出
力される高周波電力は、これを構成する各ＦＥＴがオン
の状態にある時間が長くなると増大し、また、反対にＦ
ＥＴがオンの状態にある時間が短くなると減少する。
６から送出された直流電流信号値を設定電圧と比較し
て、その差に相当する操作信号Ａを出力する演算部９ａ
と、前記操作信号Ａに対応したパルス幅のパルスＰを周
期的に出力するパルス幅変調部９ｂと、このパルス幅変
調部９ｂからパルス幅が変調されて周期的に出力される
パルスＰを制御信号ｅに変えて、前記直流ー交流変換器
３を構成する各ＦＥＴＱ1 ，Ｑ1 ，Ｑ2 ，Ｑ2 に分配し
て印加するドライバー９ｃなどによって構成されてお
り、そして、前記のように、直流ー交流変換器３から出
力される高周波電力は、これを構成する各ＦＥＴがオン
の状態にある時間が長くなると増大し、また、反対にＦ
ＥＴがオンの状態にある時間が短くなると減少する。
【０００５】なお、パルスＰの発生周波数としては、前
記トランス４および整流器５内のチョークコイル５ａお
よび平滑コンデンサ５ｂを軽量小型に構成するため、通
常１０キロヘルツ程度に設定されており、この周波数は
パルス幅変調部９ｂに収納した発振器（図示せず）によ
って規定されている。
記トランス４および整流器５内のチョークコイル５ａお
よび平滑コンデンサ５ｂを軽量小型に構成するため、通
常１０キロヘルツ程度に設定されており、この周波数は
パルス幅変調部９ｂに収納した発振器（図示せず）によ
って規定されている。
【０００６】また、前記電流検出回路６および電流制御
回路９は、放電灯８を流れる電流制御に適用した場合に
ついて説明したが、放電灯８を電力制御する場合には、
前記電流検出回路６に代えて設けた電力検出回路（図示
しない）から送出された電流検出信号と電圧検出信号と
を積算する乗算器（図示しない）を演算部に付加すれば
よく、この乗算器が出力した電力信号を設定電圧と比較
することによって操作信号を発生させることができる。
回路９は、放電灯８を流れる電流制御に適用した場合に
ついて説明したが、放電灯８を電力制御する場合には、
前記電流検出回路６に代えて設けた電力検出回路（図示
しない）から送出された電流検出信号と電圧検出信号と
を積算する乗算器（図示しない）を演算部に付加すれば
よく、この乗算器が出力した電力信号を設定電圧と比較
することによって操作信号を発生させることができる。
【０００７】なお、矩形波交流電力を出力する前記極性
切替回路７は、図６に示すように、前記直流ー交流変換
器３と同じ構成であるが、放電灯８のチラツキを防止す
るため、ＦＥＴのオフ状態にある時間がきわめて短くな
るように動作する点、およびオン，オフ動作の周期が放
電灯の仕様周波数（通常は５０〜６０ヘルツ）に一致す
るように駆動される点が相違しており、このＦＥＴのオ
ン，オフ動作は、例えばマルチバイブレーターを使用し
た切替信号発生器１０によって制御される。
切替回路７は、図６に示すように、前記直流ー交流変換
器３と同じ構成であるが、放電灯８のチラツキを防止す
るため、ＦＥＴのオフ状態にある時間がきわめて短くな
るように動作する点、およびオン，オフ動作の周期が放
電灯の仕様周波数（通常は５０〜６０ヘルツ）に一致す
るように駆動される点が相違しており、このＦＥＴのオ
ン，オフ動作は、例えばマルチバイブレーターを使用し
た切替信号発生器１０によって制御される。
【０００８】放電灯の点灯中、極性切替回路７には図６
に示すように電流が流れるので、極性切替回路７の出力
側には、図７に示すように、この極性切替回路７の入力
側に印加される直流電圧Ｅをほぼ忠実に反映した矩形波
電流、電圧または電力Ｄ，Ｄが発生する。
に示すように電流が流れるので、極性切替回路７の出力
側には、図７に示すように、この極性切替回路７の入力
側に印加される直流電圧Ｅをほぼ忠実に反映した矩形波
電流、電圧または電力Ｄ，Ｄが発生する。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】図４に示す従来の放電
灯点灯装置によると、前記直流ー交流変換器３によって
発生させた約１０キロヘルツの高周波電力をトランスに
よって昇圧するので、このトランス４とチョークコイル
５ａおよび平滑コンデンサ５ｂの重量・寸法が小さくて
済み、また、放電電流の制限は電流制御によって行うよ
うにしたので、放電灯点灯装置を小型に構成することが
できる。
灯点灯装置によると、前記直流ー交流変換器３によって
発生させた約１０キロヘルツの高周波電力をトランスに
よって昇圧するので、このトランス４とチョークコイル
５ａおよび平滑コンデンサ５ｂの重量・寸法が小さくて
済み、また、放電電流の制限は電流制御によって行うよ
うにしたので、放電灯点灯装置を小型に構成することが
できる。
【００１０】しかし、前記放電灯点灯装置には、次に述
べるような問題点があった。すなわち、この放電灯点灯
装置は極性切替回路７の入力側に電流検出回路６を設け
ているので、放電灯を流れる電流は制御できるが、電圧
を検出していないため、放電灯の入力電力（放電灯電流
と放電灯電圧の積）を制御することはできない。 また、
仮に前記電流検出回路６で電流検出と同時に電圧検出を
行なったとすると、電圧信号にはＦＥＴＱ 1 ，Ｑ 1 ，Ｑ
2 ，Ｑ 2 の電圧損失（導通抵抗の変化または増大）や温
度変化（導通抵抗の温度変化）が含まれてしまうので、
放電灯の入力電力を精度良く制御することができない。
例えば、極性切替回路７を構成するＦＥＴＱ1 ，Ｑ1 ，
Ｑ2 ，Ｑ2 の特性が変化して、図７に示すように、異常
な波形（電流波形、電圧波形、または電力波形）Ｍ，Ｎ
（仮想線で示す）を生じた場合、この異常な波形Ｍ，Ｎ
を正常な波形に修復することができない、という問題点
があった。
べるような問題点があった。すなわち、この放電灯点灯
装置は極性切替回路７の入力側に電流検出回路６を設け
ているので、放電灯を流れる電流は制御できるが、電圧
を検出していないため、放電灯の入力電力（放電灯電流
と放電灯電圧の積）を制御することはできない。 また、
仮に前記電流検出回路６で電流検出と同時に電圧検出を
行なったとすると、電圧信号にはＦＥＴＱ 1 ，Ｑ 1 ，Ｑ
2 ，Ｑ 2 の電圧損失（導通抵抗の変化または増大）や温
度変化（導通抵抗の温度変化）が含まれてしまうので、
放電灯の入力電力を精度良く制御することができない。
例えば、極性切替回路７を構成するＦＥＴＱ1 ，Ｑ1 ，
Ｑ2 ，Ｑ2 の特性が変化して、図７に示すように、異常
な波形（電流波形、電圧波形、または電力波形）Ｍ，Ｎ
（仮想線で示す）を生じた場合、この異常な波形Ｍ，Ｎ
を正常な波形に修復することができない、という問題点
があった。
【００１１】この発明は、前述の問題点に鑑み、極性切
替回路の出力側の電気的状態（電圧、電流）を検出し、
この検出信号に基づいてパルス幅制御型の直流ー交流変
換器を制御することによって、放電灯の入力電力をＦＥ
ＴＱ 1 ，Ｑ 1 ，Ｑ 2 ，Ｑ 2 の特性の変化や劣化に影響さ
れることなく正確に検出することにより、放電灯の交流
点灯電力を常時、精度良く安定して供給できる放電灯点
灯装置を提供することを課題とする。
替回路の出力側の電気的状態（電圧、電流）を検出し、
この検出信号に基づいてパルス幅制御型の直流ー交流変
換器を制御することによって、放電灯の入力電力をＦＥ
ＴＱ 1 ，Ｑ 1 ，Ｑ 2 ，Ｑ 2 の特性の変化や劣化に影響さ
れることなく正確に検出することにより、放電灯の交流
点灯電力を常時、精度良く安定して供給できる放電灯点
灯装置を提供することを課題とする。
【００１２】
【課題を解決するための手段】前記のような課題を解決
するため、この発明は、商用交流電力を整流器２で整流
した後、パルス幅制御型の直流ー交流変換器３を介して
高周波電力に変換し、さらに、トランス１１ａと整流器
１１ｂと極性切替回路１１ｃとを有する矩形波発生ユニ
ット１１を介して高周波電力を矩形波交流電力に変換す
るようにした放電灯点灯装置において、矩形波発生ユニ
ット１１の出力側の電気的な状態を検出する電流電圧検
出回路１２ａと、この電流電圧検出回路１２ａで検出し
た交流信号を直流電流信号Ｓ 3 に変換する帰還信号極性
切替回路１２ｂと、前記電流電圧検出回路１２ａで検出
した交流信号を直流電圧信号Ｓ 4 に変換する帰還信号極
性切替回路１２ｂと、前記矩形波発生ユニット１１の極
性切替回路１１ｃと前記帰還信号極性切替回路１２ｂの
極性を切り替える切替信号発生器１２ｄと、前記帰還信
号極性切替回路１２ｂ，１２ｂから送出された直流電流
信号Ｓ 3 および直流電圧信号Ｓ 4 を受け取って直流電流
と直流電圧の積である電力値を設定電力と比較して、そ
の差に相当する操作信号Ａを出力する演算部１２ｃ
1 と、前記操作信号Ａに対応したパルス幅のパルスＰを
周期的に出力するパルス幅変調部１２ｃ 2 と、このパル
ス幅変調部１２ｃ 2 からパルス幅が変調されて周期的に
出力されるパルスＰを制御信号ｅに変えて前記パルス幅
制御型の直流ー交流変換器３を構成する各ＦＥＴＱ 1 ，
ＦＥＴＱ 1 ，ＦＥＴＱ 2 ，ＦＥＴＱ 2 に分配して印加す
るドライバー１２ｃ 3 とで構成された電力制御回路１２
ｃとを備えたことを特徴とする放電灯点灯装置としたも
のである。
するため、この発明は、商用交流電力を整流器２で整流
した後、パルス幅制御型の直流ー交流変換器３を介して
高周波電力に変換し、さらに、トランス１１ａと整流器
１１ｂと極性切替回路１１ｃとを有する矩形波発生ユニ
ット１１を介して高周波電力を矩形波交流電力に変換す
るようにした放電灯点灯装置において、矩形波発生ユニ
ット１１の出力側の電気的な状態を検出する電流電圧検
出回路１２ａと、この電流電圧検出回路１２ａで検出し
た交流信号を直流電流信号Ｓ 3 に変換する帰還信号極性
切替回路１２ｂと、前記電流電圧検出回路１２ａで検出
した交流信号を直流電圧信号Ｓ 4 に変換する帰還信号極
性切替回路１２ｂと、前記矩形波発生ユニット１１の極
性切替回路１１ｃと前記帰還信号極性切替回路１２ｂの
極性を切り替える切替信号発生器１２ｄと、前記帰還信
号極性切替回路１２ｂ，１２ｂから送出された直流電流
信号Ｓ 3 および直流電圧信号Ｓ 4 を受け取って直流電流
と直流電圧の積である電力値を設定電力と比較して、そ
の差に相当する操作信号Ａを出力する演算部１２ｃ
1 と、前記操作信号Ａに対応したパルス幅のパルスＰを
周期的に出力するパルス幅変調部１２ｃ 2 と、このパル
ス幅変調部１２ｃ 2 からパルス幅が変調されて周期的に
出力されるパルスＰを制御信号ｅに変えて前記パルス幅
制御型の直流ー交流変換器３を構成する各ＦＥＴＱ 1 ，
ＦＥＴＱ 1 ，ＦＥＴＱ 2 ，ＦＥＴＱ 2 に分配して印加す
るドライバー１２ｃ 3 とで構成された電力制御回路１２
ｃとを備えたことを特徴とする放電灯点灯装置としたも
のである。
【００１３】
【作用】（１）放電灯の入力電流・電圧は、極性切替回
路１１ｃの出力側で電流電圧検出回路１２ａにより検出
される。この検出された交流の電圧・電流信号Ｓ 1 ，Ｓ
2 は、前記極性切替回路１１ｃの出力信号と同じ周期の
矩形波信号であり、その信号の振幅が放電灯の電流およ
び電圧の振幅に比例している。 （２）この電圧・電流信号Ｓ 1 ，Ｓ 2 は、帰還信号極性
切替回路１２ｂ，１２ｂを通ってその大きさが矩形波の
振幅に一致した直流の電流・電圧信号Ｓ 3 ，Ｓ 4 とな
る。この電流・電圧信号Ｓ 3 ，Ｓ 4 は演算部１２ｃ 1 で
掛け算し、電力信号 となり、設定電力信号と比較し、そ
の結果が一致するようにパルス幅変調部１２ｃ 2 を制御
し、ドライバー１２ｃ 3 を介してパルス幅制御型の直流
−交流変換器３を駆動する。 （３）従って、放電灯の入力電力が一定となるよう負帰
還制御が行なわれ、その結果、放電灯の光出力が常時一
定となる。また、設定信号を変化させることにより所定
の点灯電力、すなわち、放電灯の光出力を所定の強さに
安定に制御することができる。
路１１ｃの出力側で電流電圧検出回路１２ａにより検出
される。この検出された交流の電圧・電流信号Ｓ 1 ，Ｓ
2 は、前記極性切替回路１１ｃの出力信号と同じ周期の
矩形波信号であり、その信号の振幅が放電灯の電流およ
び電圧の振幅に比例している。 （２）この電圧・電流信号Ｓ 1 ，Ｓ 2 は、帰還信号極性
切替回路１２ｂ，１２ｂを通ってその大きさが矩形波の
振幅に一致した直流の電流・電圧信号Ｓ 3 ，Ｓ 4 とな
る。この電流・電圧信号Ｓ 3 ，Ｓ 4 は演算部１２ｃ 1 で
掛け算し、電力信号 となり、設定電力信号と比較し、そ
の結果が一致するようにパルス幅変調部１２ｃ 2 を制御
し、ドライバー１２ｃ 3 を介してパルス幅制御型の直流
−交流変換器３を駆動する。 （３）従って、放電灯の入力電力が一定となるよう負帰
還制御が行なわれ、その結果、放電灯の光出力が常時一
定となる。また、設定信号を変化させることにより所定
の点灯電力、すなわち、放電灯の光出力を所定の強さに
安定に制御することができる。
【００１４】
【実施例】以下、この発明の実施例を図面を参照して詳
細に説明する。図１および図２はこの発明の一実施例を
示すもので、この実施例の主要部は、商用交流電源に接
続した第１の整流器２と、この第１の整流器２の出力側
に接続したパルス幅制御型の直流ー交流変換器３と、こ
の直流ー交流変換器３の出力側に配置した１組の矩形波
発生ユニット１１と、制御装置１２などからなり、この
矩形波発生ユニット１１は、トランス１１ａと、第２の
整流器１１ｂと、極性切替回路１１ｃなどによって構成
されている。
細に説明する。図１および図２はこの発明の一実施例を
示すもので、この実施例の主要部は、商用交流電源に接
続した第１の整流器２と、この第１の整流器２の出力側
に接続したパルス幅制御型の直流ー交流変換器３と、こ
の直流ー交流変換器３の出力側に配置した１組の矩形波
発生ユニット１１と、制御装置１２などからなり、この
矩形波発生ユニット１１は、トランス１１ａと、第２の
整流器１１ｂと、極性切替回路１１ｃなどによって構成
されている。
【００１５】前記第１の整流器２と、パルス幅制御型の
直流ー交流変換器３とは、図４に示す従来のものと同じ
構成であり、トランス１１ａと第２の整流器１１ｂと
は、図４に示す従来のトランス４と第２の整流器５と同
じ構成であるが、制御装置１２を構成する電流電圧検出
回路１２ａを極性切替回路１１ｃの出力側に設けた点お
よび制御装置１２を構成する帰還信号極性切替回路１２
ｂ，１２ｂを設けた点が相違している。なお、前記極性
切替回路１１ｃは図４に示す従来の極性切替回路７と同
じ構成である。
直流ー交流変換器３とは、図４に示す従来のものと同じ
構成であり、トランス１１ａと第２の整流器１１ｂと
は、図４に示す従来のトランス４と第２の整流器５と同
じ構成であるが、制御装置１２を構成する電流電圧検出
回路１２ａを極性切替回路１１ｃの出力側に設けた点お
よび制御装置１２を構成する帰還信号極性切替回路１２
ｂ，１２ｂを設けた点が相違している。なお、前記極性
切替回路１１ｃは図４に示す従来の極性切替回路７と同
じ構成である。
【００１６】トランス１１ａの一次側の巻線１１ａ1 は
前記直流ー交流変換器３の出力側に接続され、また、二
次側の巻線１１ａ2 は第２の整流器１１ｂの入力側に接
続されている。また、第２の整流器１１ｂの出力側は極
性切替回路１１ｃの入力側に接続されており、極性切替
回路１１ｃは一対の出力端１１ｃ1 ，１１ｃ2 を形成し
ている。
前記直流ー交流変換器３の出力側に接続され、また、二
次側の巻線１１ａ2 は第２の整流器１１ｂの入力側に接
続されている。また、第２の整流器１１ｂの出力側は極
性切替回路１１ｃの入力側に接続されており、極性切替
回路１１ｃは一対の出力端１１ｃ1 ，１１ｃ2 を形成し
ている。
【００１７】前記制御装置１２は、前記極性切替回路１
１ｃの出力側に配置した電流電圧検出回路１２ａと、こ
の電流電圧検出回路１２ａから送られた交流電流信号ｓ
1 と交流電圧信号ｓ2 を、直流電流信号ｓ3 と直流電圧
信号ｓ4 に変換する帰還信号極性切替回路１２ｂ，１２
ｂと、各帰還信号極性切替回路１２ｂ，１２ｂから送出
された、直流電流信号ｓ3 および直流電圧信号ｓ4 を受
け取って前記パルス幅制御型の直流ー交流変換器３を形
成する各ＦＥＴの制御電圧信号を発生する電力制御回路
１２ｃと、前記極性切替回路１１ｃおよび各帰還信号極
性切替回路１２ｂ，１２ｂの極性を同時に切り替える切
替信号発生器１２ｄなどによって構成されており、前記
電流電圧検出回路１２ａは矩形波電流および矩形波電圧
の大きさに比例した交流電流信号ｓ1 および交流電圧信
号ｓ2 を発生する。
１ｃの出力側に配置した電流電圧検出回路１２ａと、こ
の電流電圧検出回路１２ａから送られた交流電流信号ｓ
1 と交流電圧信号ｓ2 を、直流電流信号ｓ3 と直流電圧
信号ｓ4 に変換する帰還信号極性切替回路１２ｂ，１２
ｂと、各帰還信号極性切替回路１２ｂ，１２ｂから送出
された、直流電流信号ｓ3 および直流電圧信号ｓ4 を受
け取って前記パルス幅制御型の直流ー交流変換器３を形
成する各ＦＥＴの制御電圧信号を発生する電力制御回路
１２ｃと、前記極性切替回路１１ｃおよび各帰還信号極
性切替回路１２ｂ，１２ｂの極性を同時に切り替える切
替信号発生器１２ｄなどによって構成されており、前記
電流電圧検出回路１２ａは矩形波電流および矩形波電圧
の大きさに比例した交流電流信号ｓ1 および交流電圧信
号ｓ2 を発生する。
【００１８】前記各帰還信号極性切替回路１２ｂ，１２
ｂは、図２に示すように、前記電流電圧検出回路１２ａ
が検出した交流電流信号ｓ1 （または交流電圧信号
ｓ2 ）を増幅する増幅器１２ｂ1 と、この増幅器１２ｂ
1 の出力信号を受け入れてその極性を反転する反転器１
２ｂ2 と、前記切替信号発生器１２ｄが送出した切替信
号を受け入れて、交互に開閉動作を行うスイッチング素
子ａ，ｂを有するスイッチ回路１２ｂ3 などによって構
成されており、一方のスイッチング素子ａは増幅器１２
ｂ1 の出力側に、また、他方のスイッチング素子ｂは反
転器１２ｂ2 の出力側に接続されている。
ｂは、図２に示すように、前記電流電圧検出回路１２ａ
が検出した交流電流信号ｓ1 （または交流電圧信号
ｓ2 ）を増幅する増幅器１２ｂ1 と、この増幅器１２ｂ
1 の出力信号を受け入れてその極性を反転する反転器１
２ｂ2 と、前記切替信号発生器１２ｄが送出した切替信
号を受け入れて、交互に開閉動作を行うスイッチング素
子ａ，ｂを有するスイッチ回路１２ｂ3 などによって構
成されており、一方のスイッチング素子ａは増幅器１２
ｂ1 の出力側に、また、他方のスイッチング素子ｂは反
転器１２ｂ2 の出力側に接続されている。
【００１９】この帰還信号極性切替回路１２ｂ，１２ｂ
は次のように動作する。すなわち、帰還信号極性切替回
路１２ｂへの入力信号の波形がプラスの極性をもってい
る場合、増幅器１２ｂ1 で増幅された信号は閉状態にあ
る一方のスイッチング素子ａを通過する。また、入力信
号の波形がマイナスの極性をもっている場合、増幅器１
２ｂ1 で増幅された信号は、反転器１２ｂ2 を通って極
性がプラスに変換された後、他方のスイッチング素子ｂ
が導通しているときに（図示せず）帰還信号極性切替回
路１２ｂ，１２ｂの出力端に到達する。このようにし
て、各帰還信号極性切替回路１２ｂ，１２ｂから送出さ
れた、直流電流信号ｓ3 および直流電圧信号ｓ4 は前記
電力制御回路１２ｃに入力する。
は次のように動作する。すなわち、帰還信号極性切替回
路１２ｂへの入力信号の波形がプラスの極性をもってい
る場合、増幅器１２ｂ1 で増幅された信号は閉状態にあ
る一方のスイッチング素子ａを通過する。また、入力信
号の波形がマイナスの極性をもっている場合、増幅器１
２ｂ1 で増幅された信号は、反転器１２ｂ2 を通って極
性がプラスに変換された後、他方のスイッチング素子ｂ
が導通しているときに（図示せず）帰還信号極性切替回
路１２ｂ，１２ｂの出力端に到達する。このようにし
て、各帰還信号極性切替回路１２ｂ，１２ｂから送出さ
れた、直流電流信号ｓ3 および直流電圧信号ｓ4 は前記
電力制御回路１２ｃに入力する。
【００２０】この際、切替信号発生器１２ｄが極性切替
回路１１ｃおよび帰還信号極性切替回路１２ｂ，１２ｂ
の双方を同時に切替動作するので、波形の正負に係わり
なく交流信号が円滑に直流信号に変換される。
回路１１ｃおよび帰還信号極性切替回路１２ｂ，１２ｂ
の双方を同時に切替動作するので、波形の正負に係わり
なく交流信号が円滑に直流信号に変換される。
【００２１】前記電力制御回路１２ｃは、前記各帰還信
号極性切替回路１２ｂ，１２ｂから送出された直流電流
信号Ｓ 3 と直流電圧信号Ｓ 4 を掛け算して電力信号（電
力に比例した電圧）とし、設定電力（設定電力に比例し
た電圧）と比較してその差に対応した操作信号Ａを出力
する演算部１２ｃ1 と、前記操作信号Ａに対応したパル
ス幅のパルスＰを出力するパルス幅変調部１２ｃ2 と、
このパルス幅変調部１２ｃ2 からパルス幅が変調されて
出力されるパルスを、制御信号ｅに変えて前記パルス幅
制御型の直流ー交流変換器３を構成する各ＦＥＴＱ1 ，
Ｑ1 ，Ｑ2 ，Ｑ2 に分配して印加するドライバー１２ｃ
3 などによって構成されており、そして、このＦＥＴＱ
1 ，Ｑ1 ，Ｑ2 ，Ｑ2 は高周波（例えば１００キロヘル
ツ）で切替動作を行うので、この直流ー交流変換器３で
変換されるパルスＰは高周波（例えば１００キロヘル
ツ）で出力される。
号極性切替回路１２ｂ，１２ｂから送出された直流電流
信号Ｓ 3 と直流電圧信号Ｓ 4 を掛け算して電力信号（電
力に比例した電圧）とし、設定電力（設定電力に比例し
た電圧）と比較してその差に対応した操作信号Ａを出力
する演算部１２ｃ1 と、前記操作信号Ａに対応したパル
ス幅のパルスＰを出力するパルス幅変調部１２ｃ2 と、
このパルス幅変調部１２ｃ2 からパルス幅が変調されて
出力されるパルスを、制御信号ｅに変えて前記パルス幅
制御型の直流ー交流変換器３を構成する各ＦＥＴＱ1 ，
Ｑ1 ，Ｑ2 ，Ｑ2 に分配して印加するドライバー１２ｃ
3 などによって構成されており、そして、このＦＥＴＱ
1 ，Ｑ1 ，Ｑ2 ，Ｑ2 は高周波（例えば１００キロヘル
ツ）で切替動作を行うので、この直流ー交流変換器３で
変換されるパルスＰは高周波（例えば１００キロヘル
ツ）で出力される。
【００２２】次に、この実施例の放電灯点灯装置の動作
について説明する。いま、図７に示すように、放電灯点
灯装置から異常な波形Ｍ，Ｎが出力された場合、この異
常な波形Ｍ，Ｎは前記電流電圧検出回路１２ａによって
各波形Ｍ，Ｎごとに検出され、波形の形状に比例した交
流電流信号ｓ1 および交流電圧信号ｓ2 を発生する。
について説明する。いま、図７に示すように、放電灯点
灯装置から異常な波形Ｍ，Ｎが出力された場合、この異
常な波形Ｍ，Ｎは前記電流電圧検出回路１２ａによって
各波形Ｍ，Ｎごとに検出され、波形の形状に比例した交
流電流信号ｓ1 および交流電圧信号ｓ2 を発生する。
【００２３】この交流電流信号ｓ1 および交流電圧信号
ｓ2 は帰還信号極性切替回路１２ｂ，１２ｂを通って直
流電流信号ｓ3 および直流電圧信号ｓ4 に変換され、次
に、電力制御回路１２ｃに送出される。
ｓ2 は帰還信号極性切替回路１２ｂ，１２ｂを通って直
流電流信号ｓ3 および直流電圧信号ｓ4 に変換され、次
に、電力制御回路１２ｃに送出される。
【００２４】この直流電流信号ｓ3 および直流電圧信号
ｓ4 は、演算部１２ｃ1 内で電力信号に変換され、さら
に、設定電力値と比較されて波形の歪みＵ（出力電力の
時間変動の例）、Ｖ（出力電力のずれの例）（図７にお
いてハッチングを施して示す）に対応する操作信号Ａ
ｕ、Ａｖ（図３においてハッチングを施して示す）がパ
ルス幅変調部１２ｃ2 に送出される。
ｓ4 は、演算部１２ｃ1 内で電力信号に変換され、さら
に、設定電力値と比較されて波形の歪みＵ（出力電力の
時間変動の例）、Ｖ（出力電力のずれの例）（図７にお
いてハッチングを施して示す）に対応する操作信号Ａ
ｕ、Ａｖ（図３においてハッチングを施して示す）がパ
ルス幅変調部１２ｃ2 に送出される。
【００２５】ここで、パルス幅変調部１２ｃ2 は、操作
信号Ａｕ，Ａｖに対応するパルス幅のパルスＰを発生す
るが、パルスＰの発生周波数が前記極性切替回路１１ｃ
の切替周波数よりも遙かに大きいので、操作信号Ａｕ，
Ａｖは図３に示すように細かく分割される（極性切替回
路１１ｃの切替周波数が５０ヘルツで、パルス幅変調部
１２ｃ 2 からの高周波が１００キロヘルツの場合、各操
作信号Ａｕ，Ａｖは、２０００分の１に分割される）。
そして分割された部分Ｕ1 ，Ｕ2 ，Ｕ3 、Ｖ1，Ｖ2 ，
Ｖ3 ごとに変調されたパルス幅をもったパルスＰが前記
パルス幅制御型の直流ー交流変換器３に送出される。
信号Ａｕ，Ａｖに対応するパルス幅のパルスＰを発生す
るが、パルスＰの発生周波数が前記極性切替回路１１ｃ
の切替周波数よりも遙かに大きいので、操作信号Ａｕ，
Ａｖは図３に示すように細かく分割される（極性切替回
路１１ｃの切替周波数が５０ヘルツで、パルス幅変調部
１２ｃ 2 からの高周波が１００キロヘルツの場合、各操
作信号Ａｕ，Ａｖは、２０００分の１に分割される）。
そして分割された部分Ｕ1 ，Ｕ2 ，Ｕ3 、Ｖ1，Ｖ2 ，
Ｖ3 ごとに変調されたパルス幅をもったパルスＰが前記
パルス幅制御型の直流ー交流変換器３に送出される。
【００２６】前記の結果、前記極性切替回路１１ｃの入
力側には、前記各パルスのパルス幅に対応した直流電圧
が経時的に発生する。そして、この経時的に発生した直
流電圧は、極性切替回路１１ｃを構成する一組のＦＥＴ
Ｑ1 ，Ｑ1 またはＱ2 ，Ｑ2が導通状態にあるときに極
性切替回路３を通って出力端に送られ、正常な波形をも
った矩形波交流電力が出力される。
力側には、前記各パルスのパルス幅に対応した直流電圧
が経時的に発生する。そして、この経時的に発生した直
流電圧は、極性切替回路１１ｃを構成する一組のＦＥＴ
Ｑ1 ，Ｑ1 またはＱ2 ，Ｑ2が導通状態にあるときに極
性切替回路３を通って出力端に送られ、正常な波形をも
った矩形波交流電力が出力される。
【００２７】なお、この発明は前述の実施例にのみに限
定されるものではなく、例えば直流ー交流変換器および
極性切替回路をＦＥＴで構成する代わりに絶縁ゲートト
ランジスタなどの半導体素子を使用してもよいこと、ま
た、矩形波発生ユニットを１組設ける代わりに２組以上
設けてもよいこと、さらに、矩形波電力制御を行う代わ
りに矩形波電圧制御あるいは矩形波電流制御を行っても
よいことなど、その他この発明の要旨を逸脱しない範囲
内で種々の変更を加え得ることは勿論である。
定されるものではなく、例えば直流ー交流変換器および
極性切替回路をＦＥＴで構成する代わりに絶縁ゲートト
ランジスタなどの半導体素子を使用してもよいこと、ま
た、矩形波発生ユニットを１組設ける代わりに２組以上
設けてもよいこと、さらに、矩形波電力制御を行う代わ
りに矩形波電圧制御あるいは矩形波電流制御を行っても
よいことなど、その他この発明の要旨を逸脱しない範囲
内で種々の変更を加え得ることは勿論である。
【００２８】
【発明の効果】この発明は、以上説明したように構成し
たので、放電灯の入力電流・電圧は、 極性切替回路の出
力側で電流電圧検出回路により検出され、この検出され
た交流の電圧・電流信号は、前記極性切替回路の出力信
号と同じ周期の矩形波信号であり、その信号の振幅が放
電灯の電流および電圧の振幅に比例する。 そして、前記
交流の電圧および電流信号は、帰還信号極性切替回路を
通ってその大きさが矩形波の振幅に一致した直流の電流
・電圧信号となり、この電流および電圧信号は演算部で
掛け算して電力信号となり、予め設定された電力信号と
比較し、その結果が一致するようにパルス幅変調部を制
御し、このパルス幅変調部から得られるパルスを制御信
号に変えてドライバーを介してパルス幅制御型の直流−
交流変換器を駆動する。 従って、放電灯の入力電力が一
定となるよう負帰還制御が行なわれ、その結果、放電灯
の光出力が常時一定となる。また、パルス幅制御型の直
流−交流変換器の制御信号を変化させることにより所定
の点灯電力、すなわち、放電灯の光出力を所定の強さに
安定に制御することができる。
たので、放電灯の入力電流・電圧は、 極性切替回路の出
力側で電流電圧検出回路により検出され、この検出され
た交流の電圧・電流信号は、前記極性切替回路の出力信
号と同じ周期の矩形波信号であり、その信号の振幅が放
電灯の電流および電圧の振幅に比例する。 そして、前記
交流の電圧および電流信号は、帰還信号極性切替回路を
通ってその大きさが矩形波の振幅に一致した直流の電流
・電圧信号となり、この電流および電圧信号は演算部で
掛け算して電力信号となり、予め設定された電力信号と
比較し、その結果が一致するようにパルス幅変調部を制
御し、このパルス幅変調部から得られるパルスを制御信
号に変えてドライバーを介してパルス幅制御型の直流−
交流変換器を駆動する。 従って、放電灯の入力電力が一
定となるよう負帰還制御が行なわれ、その結果、放電灯
の光出力が常時一定となる。また、パルス幅制御型の直
流−交流変換器の制御信号を変化させることにより所定
の点灯電力、すなわち、放電灯の光出力を所定の強さに
安定に制御することができる。
【図１】この発明の放電灯点灯装置の一実施例を示すブ
ロック図を横長に示したものである。
ロック図を横長に示したものである。
【図２】この発明の放電灯点灯装置の構成要素の一つで
ある帰還信号極性切替回路を示す図である。
ある帰還信号極性切替回路を示す図である。
【図３】この発明の放電灯点灯装置の構成要素の一つで
あるパルス幅変調部の作用説明図である。
あるパルス幅変調部の作用説明図である。
【図４】従来の放電灯点灯装置のブロック図を横長に示
したものである。
したものである。
【図５】従来の放電灯点灯装置の構成要素の一つである
直流ー交流変換器の回路図である。
直流ー交流変換器の回路図である。
【図６】図４における極性切替回路の動作説明図であ
る。
る。
【図７】矩形波の歪み説明図である。
１ 商用交流電源 ２ 第１の整流器 ３ 直流ー交流変換器 ４ トランス ５ 第２の整流器 ６ 電流検出回路 ７ 極性切替回路 ８ 放電灯 ９ 電流制御回路 １０ 切換信号発生器 １１ 矩形波発生ユニット １１ａ トランス １１ｂ 第２の整流器 １１ｃ 極性切替回路 １２ 制御装置 １２ａ 電流電圧検出回路 １２ｂ 帰還信号極性切替回路 １２ｃ 電力制御回路 １２ｃ1 演算部 １２ｃ2 パルス幅変調部 １２ｃ3 ドライバー １２ｄ 切替信号発生器
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 ＦＩ Ｈ０５Ｂ 41/282 Ｈ０５Ｂ 41/29 Ｚ (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) H05B 41/16 340 H02M 7/48 H05B 41/18 310 H05B 41/231 H05B 41/24 H05B 41/282
Claims (1)
- 【請求項１】商用交流電力を整流器（２）で整流した
後、パルス幅制御型の直流ー交流変換器（３）を介して
高周波電力に変換し、さらに、トランス（１１ａ）と整
流器（１１ｂ）と極性切替回路（１１ｃ）とを有する矩
形波発生ユニット（１１）を介して高周波電力を矩形波
交流電力に変換するようにした放電灯点灯装置におい
て、 矩形波発生ユニット（１１）の出力側の電気的な状態を
検出する電流電圧検出回路（１２ａ）と、 この電流電圧検出回路（１２ａ）で検出した交流電流信
号（Ｓ 1 ）を直流電流信号（Ｓ 3 ）に変換する帰還信号
極性切替回路（１２ｂ）と、前記電流電圧検出回路（１２ａ）で検出した交流電圧信
号（Ｓ 2 ）を直流電圧信号（Ｓ 4 ）に変換する帰還信号
極性切替回路（１２ｂ）と 、前記矩形波発生ユニット（１１）の極性切替回路（１１
ｃ）と前記帰還信号極性切替回路（１２ｂ，１２ｂ）の
極性を切り替える切替信号発生器（１２ｄ）と、 前記帰還信号極性切替回路（１２ｂ，１２ｂ）から送出
された直流電流信号（Ｓ 3 ）および直流電圧信号
（Ｓ 4 ）を受け取って直流電流と直流電圧の積である電
力値を設定電力と比較して、その差に相当する操作信号
Ａを出力する演算部（１２ｃ 1 ）と、 前記操作信号Ａに対応したパルス幅のパルスＰを周期的
に出力するパルス幅変調部（１２ｃ 2 ）と、 このパルス幅変調部（１２ｃ 2 ）からパルス幅が変調さ
れて周期的に出力されるパルスＰを制御信号ｅに変えて
前記パルス幅制御型の直流ー交流変換器（３）を構成す
る各ＦＥＴＱ 1 ，ＦＥＴＱ 1 ，ＦＥＴＱ 2 ，ＦＥＴＱ 2
に分配して印加するドライバー（１２ｃ 3 ）とで構成さ
れた電力制御回路（１２ｃ） とを備えたことを特徴とす
る放電灯点灯装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP34682892A JP3295819B2 (ja) | 1992-12-25 | 1992-12-25 | 放電灯点灯装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP34682892A JP3295819B2 (ja) | 1992-12-25 | 1992-12-25 | 放電灯点灯装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH06196275A JPH06196275A (ja) | 1994-07-15 |
| JP3295819B2 true JP3295819B2 (ja) | 2002-06-24 |
Family
ID=18386086
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP34682892A Expired - Fee Related JP3295819B2 (ja) | 1992-12-25 | 1992-12-25 | 放電灯点灯装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3295819B2 (ja) |
-
1992
- 1992-12-25 JP JP34682892A patent/JP3295819B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH06196275A (ja) | 1994-07-15 |
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