JPH06339281A - 電源装置、放電灯点灯装置および照明装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】インバータのスイッチング装置のスイッチング
動作の異常を誘発することなく、補助直流電源装置の電
源インピーダンスを低下させることのできる電源装置、
放電灯点灯装置および照明装置を提供すること。 【構成】インバータ２３のスイッチング装置に接続した
スナバ回路をコンデンサＣ１５、抵抗Ｒ１１および第１
の整流素子Ｄ１５の直列回路で構成し、このスナバ回路
を介して得た補助直流電源装置にて昇圧チョッパ、前記
インバータ等の制御装置２４、２５に電力を供給する。 【効果】補助直流電源装置に電力を供給するスナバ回路
には抵抗が介挿されているため、コンデンサが放電する
ときの急峻な過電流成分を抑制できるため、そのコンデ
ンサの容量を大きくすることができ、よって、補助直流
電源装置の電源インピーダンスを低下させることができ
る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、直流電圧をスイッチン
グ装置を用いて高周波電圧に変換するインバータ回路を
有する電源装置、放電灯点灯装置および照明装置に関す
る。

【０００２】

【従来の技術】従来、この種電源装置は各種のものが知
られている。また、近時、入力力率を高めながら入力電
流の歪も小さく抑える目的から、昇圧チョッパとインバ
−タとを組合わせてなる電源装置も提案されている。こ
のような電源装置としては、例えば図７に示すような構
成のものが知られている。同図に示す回路は、図示しな
い電源に接続されたインダクタＬ１、スイッチング装置
ＳおよびダイオードＤ１を有するチョッパ回路１に、平
滑用のコンデンサＣを介してインバータ４が接続されて
いる。そして、インダクタＬ１に２次巻線Ｌ２を設け、
この２次巻線Ｌ２にコンデンサＣ１、コンデンサＣ３、
ダイオードＤ２、ダイオードＤ４、および抵抗Ｒ２を接
続して第１の補助直流電源装置を構成している。そして
この第１の補助直流電源装置にチョッパ制御回路２およ
びインバータ制御回路３が接続され、インバータ制御回
路３は起動用の抵抗Ｒ１を介して電源にも接続されてい
る。

【０００３】一方、インバータ回路４は、ハーフブリッ
ジ形の２つのスイッチング素子Ｑ１，Ｑ２を有してお
り、これらスイッチング素子Ｑ１，Ｑ２のうちの一方の
スイッチング素子Ｑ２には、コンデンサＣ４およびダイ
オードＤ５からなるスナバ回路が設けられている。この
スナバ回路のコンデンサＣ４とダイオードＤ５との中間
からは、ダイオードＤ６およびコンデンサＣ５を介して
チョッパ制御回路２に電力を供給するようになってい
る。すなわち、前記ダイオードＤ６およびコンデンサＣ
５は第２の補助直流電源装置を構成している。

【０００４】そして、電源が投入されると、起動用の抵
抗Ｒ１を介してインバータ制御回路３が起動し、インバ
ータ回路４の動作により前記スナバ回路、ダイオードＤ
６およびコンデンサＣ５（第２の補助直流電源装置）を
介して電力を供給されてチョッパ制御回路２が動作し、
チョッパ回路１が起動する。その後、チョッパ回路１に
おけるインダクタＬ１の２次巻線Ｌ２出力によりチョッ
パ制御回路２およびインバータ制御回路３を動作させ、
チョッパ制御回路２およびインバータ制御回路３を駆動
している。

【０００５】ところが、同図に示す従来例の場合には制
御回路の消費電流が増加すると、スナバ回路を構成し、
かつ、電源インピーダンスとなるコンデンサＣ４の容量
を増加させなければならなくなる。しかしながら、コン
デンサＣ４の容量を増加させると、インバータ回路４の
スイッチング素子Ｑ２がオフ時にコンデンサＣ４に蓄積
される電荷が多くなり、スイッチング素子Ｑ２がオンの
ときに、図６にスイッチング素子Ｑ２の電流波形を示す
ように、急峻な過電流成分が発生し、スイッチング動作
に異常を来す虞がある。

【０００６】また、図７のものは、起動用の抵抗Ｒ１を
介して電源からインバ−タ制御回路に電力を供給するよ
うにしているため、この起動用の抵抗Ｒ１による出力損
失が大きいという問題がある。そして、図７の電源装置
の立上がり時間を速くしようとすると、前記起動用の抵
抗Ｒ１の抵抗値を小さくする必要があり、この場合、一
層電力損失が増加する。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】上述のように、図７に
示す従来の場合には、制御回路の電源インピーダンスを
増加させると、インバータ回路のスイッチング素子のス
イッチング動作に異常を来す虞があった。また、電力損
失が比較的大きいという問題もある。

【０００８】そこで本発明は、上記のような不都合を解
消するものであり、インバータ回路のスイッチング素子
のスイッチング動作の異常を誘発することなく、制御回
路に必要な電力を供給でき、また、電力損失の軽減も可
能な電源装置、放電灯点灯装置および照明装置を提供す
ることを目的とする。

【０００９】

【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
め、請求項１に記載の発明は、直流電源装置の出力端間
に互いに直列的に設けられ交互にオンオフする一対のス
イッチング装置と、コンデンサ、抵抗および第１の整流
素子を直列に含み、前記コンデンサを直流電源装置の正
極側にするとともに、前記第１の整流素子の導通方向を
前記スイッチング装置の導通方向と逆向きにして前記ス
イッチング装置の一方に並列接続されたスナバ回路と、
第２の整流素子およびこの整流素子の出力を平滑するコ
ンデンサを有してなり、前記スナバ回路のコンデンサを
介して電力を供給される補助電源装置とを備えた電源装
置である。

【００１０】請求項２に記載の発明は、インダクタ装
置、第１のスイッチング装置およびこの第１のスイッチ
ング装置の発振制御装置を有するチョッパ回路と、第２
のスイッチング装置、この第２のスイッチング装置を始
動させる始動回路および前記第２のスイッチング装置に
並列的に設けられたスナバ回路を有し、自己の出力の一
部を帰還して発振する自励形のインバ−タ回路と、この
インバ−タ回路の出力を制御可能な出力制御装置と、こ
のインバ−タ回路の出力にて付勢される負荷と、前記イ
ンバ−タ回路のスナバ回路から電力を取出し少なくとも
前記発振制御装置に電力供給する相対的に小容量な第１
の補助電源装置と、前記インダクタ装置から電力を取出
し前記発振制御装置および前記出力制御装置に電力供給
する相対的に大容量な第２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である。

【００１１】また、請求項３に記載の発明の放電灯点灯
装置は、請求項１または２記載の電源装置に放電ランプ
を点灯させる放電灯点灯手段を接続したことを特徴とす
る。

【００１２】さらに、本発明の照明装置は、器具本体内
に上記放電灯点灯装置を内蔵し、放電ランプを点灯させ
ることを特徴とする。

【００１３】

【作用】請求項１記載の発明によれば、スナバ回路を構
成する直列回路には抵抗が介挿されているため、コンデ
ンサが放電するときの急峻な過電流成分を抑制できるた
め、そのコンデンサの容量を大きくすることが可能にな
り、よって、補助直流電源装置の電源インピーダンスを
低下させることができる。

【００１４】請求項２記載の発明によれば、チョッパ回
路の発振制御装置、インバ−タ回路の出力制御装置のい
ずれにも図７のような起動用の抵抗が不要である。電源
を投入することにより、インバ−タ回路の第２のスイッ
チング装置が始動回路により始動し、その後自己の出力
により自励発振する。これにより、スナバ回路に電圧が
発生し、第１の補助電源装置はこの電圧に応じてチョッ
パ回路の発振制御装置に電力を供給する。チョッパ回路
の発振制御装置が作動すると、チョッパ回路は所定の出
力を発生するようになり、インダクタにも所定の電圧が
発生するから、これ以降は主として第２の補助電源装置
から前記発振制御装置および出力制御装置に電力を供給
する。

【００１５】請求項３に記載の発明は、上記１または２
記載の発明の電源装置にて放電灯が点灯される。

【００１６】請求項４に記載の発明は、上記３記載の発
明の放電灯点灯装置にて放電灯が点灯される照明器具と
なる。

【００１７】

【実施例】以下，図面を用いて本発明の実施例を説明す
る。

【００１８】図２において、１１は器具本体で、この器
具本体１１の下面には反射面が形成され、この反射面の
両端にランプソケット１２，１２が取り付けられ、これ
らランプソケット１２，１２間には放電ランプＦＬが接
続されている。また器具本体１１には図１に示す回路が
内蔵されている。

【００１９】図１に示すように、商用交流電源Ｅに全波
整流器２１が接続され、この全波整流器２１には力率改
善、高調波対策用の昇圧チョッパ回路２２が接続されて
いる。この昇圧チョッパ回路２２は、インダクタＬ１
１、スイッチング装置Ｑ１１としての電界効果トランジ
スタおよびダイオードＤ１１にて構成されている。

【００２０】そして、この昇圧チョッパ回路２２の出力
端子には、平滑用のコンデンサＣ１１を介して、高周波
変換用のインバータ回路２３が接続されている。

【００２１】このインバータ回路２３は、ハーフブリッ
ジ形に設けられたスイッチング装置Ｑ１２、Ｑ１３とし
てのトランジスタを主として構成され、このスイッチン
グ装置Ｑ１２のベース、エミッタ間には、たとえば可飽
和形である変流器Ｔｒ１の制御巻線Ｔｒ１ｂが接続さ
れ、スイッチング装置Ｑ１３のベース、エミッタ間に
は、変流器Ｔｒ１の制御巻線Ｔｒ１ｃが接続され、スイ
ッチング装置Ｑ１２のエミッタおよびスイッチング装置
Ｑ１３のコレクタ間と全波整流器２１の負極との間に
は、変流器Ｔｒ１の入力巻線Ｔｒ１ａが接続されてい
る。

【００２２】さらに、インバータ回路２３には、直流カ
ット用のコンデンサＣ１２およびチョークコイルＬ１２
を介して放電ランプＦＬのフィラメントが接続され、こ
れらフィラメントの非電源側端子間には、始動用のコン
デンサＣ１３が接続されている。

【００２３】また、昇圧チョッパ回路２２のインダクタ
Ｌ１１には出力巻線Ｌ１３が磁気的に結合され、この出
力巻線Ｌ１３の一端は全波整流器２１の負極に接続さ
れ、他端はダイオードＤ１２およびコンデンサＣ１４を
介して前記負極に接続されている。そしてこれらダイオ
ードＤ１２およびコンデンサＣ１４の接続点には、昇圧
チョッパ回路２２のスイッチング装置Ｑ１１を制御する
発振制御装置２４が接続されている。

【００２４】一方、スイッチング装置Ｑ１３には、コン
デンサＣ１５、限流抵抗Ｒ１２および第１の整流素子Ｄ
１５としてのダイオードからなるスナバ回路が図示の関
係接続されている。このスナバ回路のコンデンサＣ１５
と抵抗Ｒ１２との中点には、第２の整流素子Ｄ１３とし
てのダイオードが接続され、さらに、この第２の整流素
子Ｄ１３の出力を平滑するコンデンサＣ１７が設けられ
ている。この第２の整流素子Ｄ１３およびコンデンサＣ
１７は補助電源装置を形成している。そして、この補助
直流電源装置の出力はインバータ２３の出力を制御する
出力制御回路２５に供給されるようになっている。前記
出力制御装置２５は、本実施例では前記変流器Ｔｒ１を
制御し、もって、変流器Ｔｒ１の飽和時間、スイッチン
グ装置Ｑ１２、Ｑ１３のスイッチング周波数を変化させ
て出力を変化させるものである。

【００２５】さらに、この補助直流電源装置の出力は、
抵抗Ｒ１１およびダイオードＤ１５を介してチョッパの
発振制御装置２４に供給されるようになされている。

【００２６】なお、図１では省略したが、図７のような
起動用の抵抗、あるいは周知のインバ−タ２３始動回路
が適宜設けられる。

【００２７】次に、上記図１に示す回路の実施例の動作
について説明する。まず、商用交流電源Ｅの電圧を全波
整流器２１で全波整流し、昇圧チョッパ回路２２では、
スイッチング装置Ｑ１１が動作していないため昇圧動作
せず、前記起動用の抵抗、あるいは周知のインバ−タ２
３始動回路により、先にインバータ２３が作動する。こ
のインバータ２３が動作すると、スナバ回路のコンデン
サＣ１５を介して補助直流電源装置が充電され、出力制
御装置２５に電力を供給するとともに、発振制御装置２
４にも電力を供給する。これにより、発振制御装置２４
は昇圧チョッパ回路２２を動作させる。そして、昇圧チ
ョッパ回路２２が動作を始めると、この昇圧チョッパ回
路２２のインダクタＬ１１に設けられた出力巻線Ｌ１３
出力により、発振制御装置２４に電力が供給される。

【００２８】その後、昇圧チョッパ回路２２により、力
率を向上させるとともに、高調波を抑制して昇圧し、イ
ンバータ２３で高周波に変換して放電ランプＦＬを高周
波点灯させる。

【００２９】ここで、出力制御装置２５および発振制御
装置２４の電源を構成するスナバ回路および補助直流電
源装置の動作について説明すると、図３に示すようにイ
ンバータ２３のスイッチング装置Ｑ１２およびＱ１３が
交互にスイッチングして、同図（ａ）に示すように、ス
イッチング装置Ｑ１２がオン、スイッング装置Ｑ１３が
オフのとき、コンデンサＣ１５をおよび第２の整流素子
Ｄ１３を介してコンデンサＣ１７を充電するとともに、
各制御装置２５、２４に電力を供給する。また、同図
（ｂ）に示すように、インバータ２３のスイッチング装
置Ｑ１２がオフ、スイッチング装置Ｑ１３がオンした場
合には、コンデンサＣ１５の電荷はスイッチング装置Ｑ
１３、第１の整流装置Ｄ１５および限流抵抗Ｒ１２を介
した閉ループで放電されるため、その限流抵抗Ｒ１２に
より、コンデンサＣ１５が放電するときの急峻な過電流
成分の発生を抑制する。

【００３０】したがって、インバータのスイッチング素
子の異常動作を来すことなくコンデンサＣ１５の容量を
大きくすることが可能で、補助直流電源装置の電源イン
ピーダンスを低下させることができるようになる。

【００３１】また、この図１に示すようにインバータ２
３を必ず先に動作させると、昇圧チョッパ回路２２が軽
負荷により必要以上に電圧が上昇することがなくなり、
信頼性が向上するという利点がある。

【００３２】なお、本実施例では、補助直流電源装置の
電力を主としてインバ−タの出力制御装置に供給するも
のであったが、この他、主としてチョッパの発振制御装
置に供給するもの、主として両方に供給するもの、ある
いはそれ以外のものに供給するものであってもよいもの
である。また、この発明においては、チョッパとの組合
せを必須とするものでもない。

【００３３】次に、他の実施例を図４を用いて説明す
る。

【００３４】同図に示す回路は、図１に示した回路にお
いて、インダクタＬ１１の出力巻線をなくし、昇圧チョ
ッパ２２の始動後も、発振制御装置２４は補助直流電源
装置の出力により動作されるものである。

【００３５】したがって、同図に示した回路の場合も、
インバータ２３が必ず先に動作するので、昇圧チョッパ
２２が軽負荷により必要以上に電圧が上昇することがな
くなり、信頼性が向上するという利点がある。

【００３６】図５を参照して他の実施例を説明する。図
１と同じあるいは対応する部分には同じ符号を付して説
明を省略する。本実施例におけるインバ−タ３０は主と
して自己の出力の一部を帰還して発振する自励形のもの
であり、図１のものと同様に変流器Ｔｒ１を有してい
る。また、始動回路３１を有している。この始動回路３
１は、時定数回路ＣＲ、トリガ素子Ｔ等にて構成される
もので、それ自体は周知のものである。そして、この始
動回路３１の電流は図７の起動用抵抗に比し小さくてよ
いから、この始動回路３１による電力損失はわずかであ
る。さらに、図１あるいは図６のもののように、第２の
スイッチング装置Ｑ１３としてのトランジスタと並列的
にスナバ回路を設け、このスナバ回路から電力を取出す
第１の補助電源装置３２を有している。この第１の補助
電源装置３２はチョッパ２２の発振制御装置２４に対
し、電力を供給するようになっている。そして、この第
１の補助電源装置３２は、後述する第２の補助電源装置
３３との関係において、相対的に小容量の電源装置を構
成する。

【００３７】チョッパ２２のインダクタＬ１１には、図
１のものと同様に出力巻線Ｌ１３を設け、この出力巻線
Ｌ１３の出力を整流、平滑して第２の補助電源装置３３
を構成している。そして、この第２の補助電源装置３３
は前記第１の補助電源装置３２より相対的に大きい容量
に構成されており、前記発振制御装置２４、出力制御装
置２５に電力を供給する。本実施例において、第１の補
助電源装置３２と第２の補助電源装置３３とは、平滑用
のコンデンサＣ１８を共用している。

【００３８】本実施例の作用を図６を参照して説明す
る。電源Ｅをｔ１にて投入する（図６(ａ)）ことによ
り、インバ−タ３０のスイッチング装置Ｑ１３が始動回
路３１により始動し、その後自己の出力により自励発振
する（図６(ｃ)）。これにより、スナバ回路に電圧が発
生し、第１の補助電源装置３２の電圧（Ｃ１８の電圧）
がチョッパ２２の発振制御装置２４の作動電圧Ｖｃに達
すると（図６(ｄ)）、発振制御装置２４が作動し、チョ
ッパ２２は所定の出力を発生するようになり（図６
(ｂ)）、インダクタＬ１１にも所定の電圧が発生するか
ら、これ以後は主として第２の補助電源装置３３から前
記発振制御装置２４および出力制御装置２５に電力を供
給する。また、これにより、出力制御装置２５も作動可
能電圧を供給されるようになる。

【００３９】

【発明の効果】以上説明したように請求項１に記載の発
明によれば、補助直流電源装置に電力を供給するスナバ
回路には抵抗が介挿されているため、コンデンサが放電
するときの急峻な過電流成分を抑制できるため、そのコ
ンデンサの容量を大きくすることが可能で、よって、補
助直流電源装置の電源インピーダンスを低下させること
ができる。

【００４０】請求項２に記載の発明によれば、起動用抵
抗を不要にでき、したがって、電力損失を低減できる。

【００４１】請求項３に記載の発明は、上記１または２
記載の発明の電源装置にて放電灯を点灯することによ
り、上記した効果を奏する放電灯点灯装置を提供でき
る。

【００４２】請求項４に記載の発明は、上記３記載の発
明の放電灯点灯装置にて放電灯が点灯される照明器具を
提供できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の放電灯点灯装置の一実施例を示す回路
図である。

【図２】同上照明装置の外観を示す斜視図である。

【図３】実施例における回路動作を示す説明図である。

【図４】本発明の放電灯点灯装置の他の実施例を示す回
路図である。

【図５】本発明の放電灯点灯装置のさらに他の実施例を
示す回路図である。

【図６】図５に示す実施例の作用を説明する図である。

【図７】従来の放電灯点灯装置を示す回路図である。

【図８】図７に示す回路の波形図である。

【符号の説明】

２２…昇圧チョッパ、 ２３…インバータ、 ２４…発
振制御装置、 ２５…出力制御装置、 ３１…始動回
路、 ３２…第１の補助直流電源装置、 ３３…第２の
補助直流電源装置、 ＦＬ…放電ランプ、 Ｃ１５…コ
ンデンサ、 Ｄ１５…ダイオード、 Ｒ１１…抵抗。

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】直流電源装置の出力端間に互いに直列的に
   設けられ交互にオンオフする一対のスイッチング装置
   と；コンデンサ、抵抗および第１の整流素子を直列に含
   み、前記コンデンサを直流電源装置の正極側にするとと
   もに、前記第１の整流素子の導通方向を前記スイッチン
   グ装置の導通方向と逆向きにして前記スイッチング装置
   の一方に並列接続されたスナバ回路と；第２の整流素子
   およびこの整流素子の出力を平滑するコンデンサを有し
   てなり、前記スナバ回路のコンデンサを介して電力を供
   給される補助電源装置と；を具備したことを特徴とする
   電源装置。
2. 【請求項２】インダクタ装置、第１のスイッチング装置
   およびこの第１のスイッチング装置の発振制御装置を有
   するチョッパ回路と；第２のスイッチング装置、この第
   ２のスイッチング装置を始動させる始動回路および前記
   第２のスイッチング装置に並列的に設けられたスナバ回
   路を有し、自己の出力の一部を帰還して発振する自励形
   のインバ−タ回路と；このインバ−タ回路の出力を制御
   可能な出力制御装置と；このインバ−タ回路の出力にて
   付勢される負荷と；前記インバ−タ回路のスナバ回路か
   ら電力を取出し少なくとも前記発振制御装置に電力供給
   する相対的に小容量な第１の補助電源装置と；前記イン
   ダクタ装置から電力を取出し前記発振制御装置および前
   記出力制御装置に電力供給する相対的に大容量な第２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。
3. 【請求項３】請求項１または２に記載の電源装置に放電
   ランプを点灯させる放電灯点灯手段を接続したことを特
   徴とする放電灯点灯装置。
4. 【請求項４】器具本体内に請求項３記載の放電灯点灯装
   置を内蔵し、放電ランプを点灯させることを特徴とする
   照明装置。