JPH1032983A - 放電灯用電源装置 - Google Patents
放電灯用電源装置Info
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- JPH1032983A JPH1032983A JP8182891A JP18289196A JPH1032983A JP H1032983 A JPH1032983 A JP H1032983A JP 8182891 A JP8182891 A JP 8182891A JP 18289196 A JP18289196 A JP 18289196A JP H1032983 A JPH1032983 A JP H1032983A
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Abstract
を小形化すると同時に電源電圧を変えることなく調光可
能にする。 【解決手段】整流部2、3、4、5は交流電圧を整流し
て所定の波形の直流電圧Vd を出力する。関数発生部2
9は直流電圧Vd に基づいて所定の関数の電流基準I*
を出力する。チョッパ回路40は電流基準I* に基づい
て直流電圧Vd をパルス幅変調し、電流基準I* に対応
した直流電流を出力する。インバータ回路50は前記パ
ルス幅変調の変調周期でチョッパ回路40から供給され
た直流電流を1サイクルの交流電流に変換し、この交流
電流を放電灯8に供給する。
Description
放電灯に電力を供給する放電灯用電源装置に関する。
給する電源装置として図8(a) に示すものがある。この
電源装置は、交流電源1から供給される交流電圧を整流
回路2で直流電圧Vd に変換し、リアクトル6を介して
自励式インバータ20に供給し、高周波の交流電圧に変
換して放電灯8に供給するものである。
点とトランジスタ9、10のエミッタ間に直流電圧Vd
が供給され、トランジスタ9、10の漏洩電流或いは図
示しない起動回路により3次巻線7cに僅かな電圧が誘
起し、いずれか一方のトランジスタがオン(閉路)する
と1次巻線7aの中間点といずれか一方の端子間に直流
電圧が印加され電流が流れ始める。例えば、トランジス
タ9がオンすると、3次巻線7cの誘起電圧の極性は図
示(・印)のようになり、トランジスタ9のベースに電
流が流れ完全にオンさせるように作用する。これにより
1次巻線7aに負荷電流と励磁電流の和の電流が流れ、
励磁電流は次第に増加する。この状態が所定期間続く
と、励磁電流の増加によりトランス7の磁束が飽和して
1次巻線7aの誘起電圧が低下し電流が増加しようとす
るが、リアクトル6により電流が制限され1次巻線7a
の誘起電圧が急速に低下し3次巻線7cの誘起電圧も低
下してトランジスタ9のベース電流が減少しトランジス
タ9はオフ(開路)する。トランジスタ9がオフする
と、コンデンサ21を充電するループで1次巻線7aの
励磁電流が放電され磁束が減少方向に変化し、3次巻線
7cに図示(・印)の逆極性の電圧が誘起しトランジス
タ10がオンとなる。このオン状態が所定期間続くと逆
極性で磁束が飽和し、前述と同様にしてトランジスタ1
0がオフとなりトランジスタ9が再びオンとなる。この
ようにトランジスタ9、10が交互にオン、オフして発
振状態となり、直流電圧を高周波の交流電圧に変換する
自励式インバータ20として動作する。この交流電圧が
電流を制限するためのリアクトル7dを介して放電灯8
に供給される。なお、リアクトル7dは変圧器7の漏洩
リアクタンスを利用している。
ダイオード3を介してコンデンサ4a 、4b を充電し、
ダイオード5a 、5b を介して放電させることにより、
図8(b) に示すように直流電圧Vd が所定電圧以下に低
下しない波形にしている。また、放電灯8に印加される
交流電圧を抵抗15、16で分圧し、整流回路17で直
流に変換してフォトカプラ18(発光ダイオード18
a)に供給し、放電灯8の動作電圧によりフォトカプラ
18(フォトトランジスタ18b)から点灯検出信号V
D を出力する点灯検出回路を有している。また、ダイオ
ード61を介してコンデンサ62を充電し、DC/DC
コンバータ63はコンデンサ62の電圧を制御電圧に変
換しフォトカプラ19などの制御回路へ供給している。
で変動し、直流電圧Vd が高くなるに従って励磁電流の
変化率が増大し磁束飽和に達する時間が短くなり発振周
波数が高くなる。従って、1次巻線7aの両端間の電圧
V2 は、直流電圧Vd の変化に応じて変化し、平均的に
は20〜50KHZの周波数で発振し、波高値と周波数
が変化する高周波の交流電圧となる。2次巻線7bにも
同様の波形の交流電圧が誘起し、リアクトル7cを介し
て放電灯8に供給され、リアクトル6に流れる直流電流
IL はほぼ直流電圧Vd に比例した波形となる。
励式インバータの発振周波数が変圧器鉄心の磁束飽和特
性により左右され±10%程度のばらつきが発生し放電
灯の電流のばらつきの原因となっていた。また、急激に
磁束が飽和する特性の鉄心材料を必要とし、大きな漏洩
リアクタンスを必要とするので特種な変圧器となり、形
状も大きくなるという問題がある。また、調光するため
には電源電圧を変えて放電灯の電流を調整する必要があ
り、また、放電灯の電流が電源電圧にほぼ比例するので
電圧変動が大きい場合に放電灯の寿命が短くなるなどの
問題があった。
されたもので、その目的とするところは、特種な変圧器
を用いずに通常の変圧器とし装置を小形化すると同時に
電源電圧を変えることなく調光可能な放電灯用電源装置
を提供することにある。
置は、交流電圧を整流して直流電圧を得る整流部と、前
記直流電圧に基づいて電流基準を生成し、この電流基準
に基づいて前記直流電圧のパルス幅変調を行い、電流基
準に対応した直流電流を出力するスイッチ素子を有する
チョッパ回路と、前記パルス幅変調の変調周期で前記直
流電流を1サイクルの交流電流に変換するインバータ回
路を備え、変換された交流電流を放電灯に供給する。
(請求項1) 更に、前記電流基準と前記チョッパ回路から出力される
電流の検出値とを比較して前記スイッチ素子をオン・オ
フ制御する制御部を備え、整流部の交流入力電流を高力
率に制御する。(請求項2) 更に、前記制御部は、前記電流基準と前記チョッパ回路
から出力される電流の検出値とを比較して前記スイッチ
素子をオン・オフしパルス幅変調制御する電流制御部
と、前記パルス幅変調の変調周期で前記直流電流を1サ
イクルの交流電流に変換するように前記インバータ回路
を制御するインバータ制御部を備え、チョッパ回路とイ
ンバータ回路の動作周期を同期させる。(請求項3) 更に、前記電流制御部は、前記電流基準と前記チョッパ
回路から前記インバータ回路に供給される電流のピーク
値とを比較して前記スイッチ素子をオン・オフしパルス
幅変調制御を行う。(請求項4) 更に、前記制御部は、前記直流電圧と調光指令に基づい
て電流基準を生成する電流基準発生部を備え、前記直流
電圧の所定電圧以上の範囲で前記電流基準が調光のため
に変化し、前記直流電圧の最低電圧において安定した電
流を流す低レベルの電流基準となるように調光指令を与
える。(請求項5) 更に、前記調光指令は第1、第2、第3調光指令でな
り、前記電流基準発生部は、第1調光指令に基づいて前
記直流電圧に比例した第1電流基準を生成し、第2調光
指令と第3調光指令に基づいて第1バイアス量と第2バ
イアス量を決定し、前記第1電流基準に前記第2バイア
ス量を加算すると共に、前記直流電圧が所定電圧以上の
とき前記第1バイアス量を減算して前記電流基準を生成
する。(請求項6) 更に、前記制御部は、前記インバータ回路に供給される
電流が所定値を越えたとき点灯信号を出力するレベル検
出部を備え、起動時には低電流の電流基準とし、点灯信
号が検出されたとき通常運転の電流基準となるように調
光指令を与える。(請求項7) 更に、前記インバータ回路は交流電流を出力する巻線に
タップを有する変圧器(変成器)を備え、起動時には高
い電圧のタップから放電灯に交流電流を供給し、点灯信
号が検出されたとき低い電圧のタップに切換える。(請
求項8) 更に、調光指令により前記変圧器の巻線のタップを切り
換えるタップ切換手段を備え、放電灯に供給する電流を
低電流に調整するとき調光指令により強制的に高い電圧
のタップに切り換える。(請求項9) また、交流電圧を整流して直流電圧を得る整流部と、前
記直流電圧に基づいて電流基準を生成し、この電流基準
に基づいて前記直流電圧のパルス幅変調を行い、それぞ
れ電流基準に対応した直流電流を出力する2組のチョッ
パ回路と、出力されたそれぞれの直流電流を同相の交流
電流に変換する2組のインバータ回路を備え、2組の放
電灯に交流電流を供給可能にする。(請求項10) 更に、前記電流基準と前記2組のチョッパ回路から出力
される電流の検出値とを比較して前記2組のチョッパ回
路をそれぞれパルス幅変調制御する2組の電流制御部を
備え、整流部の交流入力電流を高力率に制御する。(請
求項11) 更に、前記2組の電流制御部は、電流基準と前記2組の
チョッパ回路から出力される電流の検出値との偏差を位
相差を有する変調信号と比較してそれぞれパルス幅変調
のためのPWM信号を出力する2組のパルス幅変調部を
備え、このPWM信号によりそれぞれ前記2組のチョッ
パ回路を制御する。(請求項12) 更に、前記変調信号の変調周期の2倍の周期で前記直流
電流を1サイクルの交流電流に変換するように前記2組
のインバータ回路を制御する2組のインバータ制御部を
備え、チョッパ回路とインバータ回路の動作周期を同期
させると共に、2組のインバータ回路から出力する交流
電流の位相を一致させる。(請求項13) 更に、前記チョッパ回路は、一端が前記整流部の一端に
接続され他端がリアクトルの一端と第1ダイオードの一
端に接続されたスイッチ素子と、前記スイッチ素子の一
端と前記リアクトルの他端間に接続された第2ダイオー
ドと、前記スイッチ素子の一端と前記第1ダイオードの
他端及び前記整流部の他端間に接続されたコンデンサで
なり、前記スイッチ素子をオン・オフして電流基準に応
じた直流電流を出力する。(請求項14) 更に、前記インバータ回路は、中間タップを持つ一次巻
線を有する変圧器と、前記一次巻線の両端部にそれぞれ
一端が接続され他端が共通接続された2組のスイッチ回
路と、前記一次巻線の両端部に接続されたコンデンサと
を備え、前記中間タップと2組のスイッチ回路の共通接
続点間に前記直流電流が供給され、2組のスイッチ回路
を交互にオン・オフすることにより前記変圧器の巻線か
ら交流電流を供給する。(請求項15) 更に、前記2組のスイッチ回路を、それぞれダイオード
とスイッチ素子の直列回路で構成する。(請求項16) 更に、前記2組のスイッチ回路を、それぞれダイオード
が逆並列に接続されたスイッチ素子で構成する。(請求
項17) 更に、前記変圧器は、中間タップを持つ一次巻線のみと
し、この一次巻線に放電灯を接続するためのタップを設
け、このタップから交流電流を供給する。(請求項1
8) 更に、前記チョッパ回路の出力電流が所定値を越えたと
き、点灯信号を出力するレベル検出器を備え、この点灯
信号により前記放電灯の点灯状態を判定する。(請求項
19)
6、19に対応する放電灯用電源装置の実施例を図1に
示す。図1において、リアクトル6、コンデンサ22、
ダイオード23、24、IGBT25は電流制御形のチ
ョッパ回路40を構成する。変圧器7、ダイオード2
6、27、IGBT37、38はインバータ回路50を
構成し、変圧器7は特に漏洩リアクタンスを大きくする
ことなく、また3次巻線も必要なく、通常のものを用い
る。関数発生部29は直流電圧Vd (コンデンサ22の
電圧)に基づいて電流基準I* を出力する。電流制御部
30は電流基準I* と電流検出器28を介して検出され
るチョッパ回路40の出力電流Is を比較して電流制御
信号を出力する。三角波発生器31はパルス幅変調のた
めの三角波信号CAR を出力すると共に、IGBT37、
38のいずれか一方をオンさせるためのロジック信号SE
L を出力する。PWM制御部32は電流制御部30から
出力された電流制御信号と三角波信号CAR とを比較して
IGBT25をオン・オフするためのPWM信号G1を
出力する。反転回路34はロジック信号SEL の極性を反
転した信号SELBを出力する。ゲート回路35、36はロ
ジック信号SEL 、SELBに基づいてIGBT37、38を
オン・オフするためのゲート信号G2 、G3 を出力す
る。レベル検出部33はチョッパ回路40の出力電流I
s を監視して放電灯8が点灯したことを示す点灯信号V
D を出力する。その他は従来(図8(a) )と同様のもの
で構成され同一符号を付し説明は省略する。
が所定波形の直流電圧Vd に変換されチョッパ回路40
に供給されると、同時に関数発生部29から直流電圧V
d に基づいて所定関数の電流基準I* が出力され、電流
制御部30は電流基準I* と電流検出器28を介して検
出されるチョッパ回路40の出力電流Is を比較してそ
の電流偏差をゼロとするように比例積分増幅を行い電流
制御信号を出力する。PWM制御部32はこの電流制御
信号と三角波信号CAR との大小関係を比較してPWM信
号G1 を出力し、IGBT25をオン・オフ制御する。
これにより、リアクトル6を介してパルス幅変調された
直流電圧が出力され、電流基準I* に対応した直流電流
が出力される。
ジック信号SEL は、図2に示すように三角波信号CAR に
同期して三角波信号CAR の周期T0 を2分するように
1、0の論理値で変化する信号が出力され、反転回路3
4はロジック信号SEL の反転した信号SELBを出力する。
ゲート回路35、36はロジック信号SEL 、SELBの1の
期間にそれぞれゲート信号G2 、G3 を出力し、IGB
T37、38をオンさせる。
供給されると、チョッパ回路40のパルス幅変調周期T
0 を2分するようにIGBT37、38が交互にオン・
オフし、ダイオード26、27を介して変圧器7の1次
巻線7aの中間点といずれか一方の端子間に電流が流
れ、変圧器7の2次巻線7bから変調周期と同じ周波数
の交流電圧が出力され、他励式のインバータとして動作
し、放電灯8に高周波の交流電流が供給される。
時に生じるサージ電圧を吸収するためのもので直流電圧
Vd を平滑するものではなく容量が小さく、直流電圧V
d は従来(図7(b) )と同じ波形となり、関数発生部2
9は調光のために設定された所定の比例定数を直流電圧
Vd に乗じた電流基準I* を出力する。交流電源1から
入力される交流電流は交流電圧と同相となり力率はほぼ
1となる。
からIGBT38がオンする状態に移行する場合につい
て詳細に説明する。IGBT37がオンして電流が流れ
ているとき、変圧器7の1次巻線7aには図示(+)の
極性の電圧が誘起し、コンデンサ21はこの極性に充電
される。この状態でIGBT38にオン信号、IGBT
37にオフ信号が加えられると、コンデンサ21の充電
電荷は、ダイオード27−IGBT38−IGBT37
(逆方向)−ダイオード26(逆方向)に放電し、IG
BT37に流れている電流を急速にゼロに減少させ強制
的にターンオフさせる。この時点でIGBT37にオフ
信号が入力されるのでIGBT37はゼロ電流でオフ
し、ターンオフ損失がほぼゼロとなる。コンデンサ21
の残留電荷は、ダイオード27−IGBT38−ダイオ
ード24−リアクトル6−1次巻線7aの回路を通って
放電し、1次巻線7aのダイオード26側の端子に流れ
る電流が所定の変化率で減少し、1次巻線7aのダイオ
ード27側の端子に流れる電流が所定の変化率で増大す
る。従って、1次巻線7aに誘起する電圧V2 は所定の
変化率で減少して極性が反転し、図示(+)の逆極性の
元の電圧まで所定の変化率で増大する台形波状の電圧と
なる。従って、2次巻線7bに誘起する電圧V3 も同様
の波形となり、図2に示すように台形波状の交流電圧と
なる。この電圧変化率は1次巻線7aに誘起する電圧V
2 とリアクトル6のインダクタンス及び1次巻線7aの
励磁インダクタンスで決定される。このように、直流−
交流の電力変換時に電圧変化率が制限され急峻な電圧変
化がないので高調波による伝播ノイズが少なく、コンデ
ンサ21の充電電荷が回生されるので電力損失が小さく
なり電力変換効率が向上する。
ト信号G2 、G3 が異常になったりして、チョッパ回路
40から供給する電流が負荷側に流れなくなったとき、
リアクトル6に流れている電流は、ダイオード23−コ
ンデンサ22−ダイオード24−リアクトル6の回路で
放電され、リアクトル6のエネルギーをコンデンサ22
に回生し、IGBT37、38に過電圧が加わらないよ
うにしている。
所定レベルを越えるとき、レベル検出部33から点灯信
号VD が出力され、放電灯が点灯したことを確認するこ
とができる。
圧の変化率が緩やかになりインバータ部の部品に生じる
ストレスを和らげ、関数発生部29の設定値を変え電流
基準を変えることにより放電灯の出力パワーを容易に調
整することができ、交流電源から入力される電流を高力
率にすることができる。
うに変形して実施することができる。すなわち、変圧器
7は一次巻線7aのみとして、放電灯8の定格電圧に適
合する電圧となるように複数のタップa、b、c、dを
設け、オートトランス方式として一次巻線7aから放電
灯8へ電力を供給するように構成することができる。
(請求項18) また、ダイオード26、27は図3に示すようにIGB
T37、38と並列に接続して実施することができる。
この場合、一方のIGBTがオンした時、コンデンサ2
1に蓄えられた電荷は、その時点までオンしていた他方
のIGBTをターンオフさせた後、ダイオードを介して
ゼロまで放電され損失となる短所があるが、反転した電
圧がゼロから立上がるときにはコンデンサ21の作用に
より前述と同じように電圧変化率が制限される。(請求
項17) 本発明の請求項1〜9、14〜16、19に対応する放
電灯用電源装置の実施例の要部構成を図4に示す。図4
において、ピーク検出回路39は電流検出器28で検出
された電流検出値Is のピーク値Is1を検出する。電流
制御部30は電流基準I* とピーク値Is1を比較して電
流制御信号を出力する。増幅器41は電流基準I* と電
流検出値Is を比較してその電流偏差の平均値を増幅し
て出力する。レベル検出部33は増幅器41から出力さ
れる信号を監視して点灯信号VDを出力する。切換指令
回路42は点灯信号VD 又は外部指令Tc に応じて切換
指令Tchを出力し、切換回路43は切換指令Tchに基づ
いて、放電灯8に交流電流を供給する変圧器7の巻線の
タップを切換える。関数発生部71は調光指令L1に基
づいて比例定数を決定し、決定された比例定数に基づい
て直流電圧Vd に比例した電流基準I1 * を出力する。
バイアス回路72は調光指令L2 に基づいて第1バイア
ス量B1 を決定し、決定された第1バイアス量B1 を直
流電圧Vd が所定値以上のときに出力する。バイアス回
路73は調光指令L3 に基づいて第2バイアス量B2 を
決定して出力する。電流基準回路75は、電流基準I1
* と第2バイアス量B2 を加算した値から第1バイアス
量B1 減じて電流基準I* として出力する。タップ切換
部74は調光指令L3 に基づいて変圧器7の巻線のタッ
プを切換える指令Tc を出力する。調光指令L1 〜L4
は外部から種々の組み合わせで与えられる。
に電圧を変更するためのタップを設け、電流検出器28
を直流電源の共通側に配置している。その他は図1と同
様に構成される。
ンバータ回路50は前述と同様に動作する。本実施例の
場合、電流制御部30により、チョッパ回路40から出
力される電流検出値Is のピーク値Is1が電流基準I*
に一致するようにIGBT25がオン・オフ制御され、
レベル検出部33は電流検出値Is の平均値と電流基準
I* との電流偏差が所定値以下になると点灯信号VD を
出力する。
流基準回路75は通常より小さい電流基準I* を出力す
るように調光指令L1 〜L3 が与えられ、切換回路43
は変圧器7の二次巻線7bの高い電圧のタップが選択さ
れる。電源投入時などの放電灯8が点灯していない期
間、変圧器の一次巻線7aには定常的に電流が流れず、
図5(a) に示すようにチョッパ回路40のパルス幅変調
周期T0 の一部の期間だけインバータ回路50の転流動
作による電流Is が流れる。この場合、ピーク値Is1が
電流基準I* に一致するように制御されるのでチョッパ
回路40の加熱を防ぐことができる。すなわち、本実施
例の場合、電流検出器28は負荷に供給される電流を検
出するので、図5(a) に示すような電流Is が流れると
き、電流検出値Is の平均値を電流基準I* に一致させ
るように制御すると、変調周期T0の全期間中、IGB
T25がオン状態となって変調周期T0 の一部の期間に
パルス状の電流が流れ、他の期間にリアクトル6の放電
電流がダイオード23−IGBT25の回路に流れ続け
電力損失の増加による加熱が生じるが、本実施例では電
流検出値Is のピーク値Is1を電流基準I* に一致させ
るように制御するのでこのような加熱を防ぐことができ
る。
印加された時点t0 から所定時間後の時刻t1に点灯を
開始して通常の電流が流れ始め電圧が急速に低下し、更
に所定時間経過後の時刻t2 には起動時の電圧の1/3
〜1/4に低下して連続運転の電圧となり電流が安定す
る特性を持っている。従って、放電灯8が点灯すると、
チョッパ回路40から出力される電流はパルス幅変調周
期T0 の全期間に亘って流れるようになり、電流検出値
Is の平均値と電流基準I* との電流偏差が所定値以下
になり、レベル検出部33から点灯信号VD が出力され
る。なお、レベル検出部33は電流検出値Is のみを監
視して電流の断続か連続かで判定することも可能であ
る。
路75から通常の電流基準I* が出力されるように調光
指令L1 〜L3 が与えられ、切換指令回路42は点灯信
号VD により、変圧器7の二次巻線7bのタップを放電
灯8の連続運転の電圧のタップへ切換えるように切換回
路43を操作する。これにより、放電灯8が点灯するま
での期間、チョッパ回路40から過剰な電流が出力され
て加熱することを防ぎ、また、ダイオード23の電流定
格を小さくすることができる。
供給し、放電灯の起動を容易にし、所定レベルの電流が
流れると連続運転の電圧に低下させ、このような特性の
放電灯に好適な電力を供給することができる。また、放
電灯8に電力を供給する変圧器7の巻線には、放電電圧
の異なる複数の種類の放電灯に対して適合するように複
数のタップを設け、タップを使い分けることにより、複
数の種類の放電灯に容易に対応することができる。
が上昇する負性抵抗の電圧−電流特性を有し、調光のた
めに電流基準を減少させ供給電流が減少すると、直流電
圧Vd が低下する範囲で直流電圧Vd と放電灯の電圧差
が不足して電流基準I* に対応した電流が流れなくなり
制御が不安定になる場合がある。本実施例ではこのよう
な場合でも安定した電流制御が行えるように、電流基準
I* を与えることができる。すなわち、関数発生部71
から調光指令L1 に基づいて決定された比例関係の直流
電圧Vd に比例した電流基準I1 * が出力され、バイア
ス回路73から調光指令L3 に基づいて決定された一定
の第2バイアス量B2 が出力され、これらが電流基準回
路75で加算され、図5(c) に示すような電流基準I*
が出力される。更に、直流電圧Vd が設定電圧Vd1以上
の範囲で、バイアス回路72から調光指令L2 に基づい
て決定された第1バイアス量B1 が出力され、電流基準
回路75はこの第1バイアス量B1 を上記加算値から減
じた電流基準I* を出力する。すなわち、調光のために
電流基準I* を減少させる場合、直流電圧Vd が高い
(設定電圧Vd1以上)範囲の電流基準I* を第1バイア
ス量B1 だけ減らし、直流電圧Vd が最低となる部分で
安定した電流が流れる値の電流基準I* とすることがで
きる。更に、調光指令L4 にタップ切換部74から指令
Tc を出力し、切換指令回路42により変圧器7の二次
巻線7bのタップを高い電圧のタップに強制的に切換
え、最低調光時における放電灯の電圧を確保することが
できる。
する放電灯用電源装置の実施例を図6に示す。この実施
例は、2個の放電灯に交流電流を供給するもので、一つ
の制御ユニットに2組のチョッパ回路とインバータ回路
を設けた例である。
5、46は、三角波発生器31から出力される三角波信
号CAR から、その周波数の2倍の周波数で180°の位
相差を持つパルス幅変調のための新たな2つの三角波信
号CARa、CARbを出力するものである。調整部47は外部
から与えられる調光指令Ls に基づいて電流基準I*を
調整するための信号を出力する。その他は図1、図4と
同じものであり同一符号を付して説明は省略する。な
お、2組あるものは符号に添字a、bを付して示す。
発生器31から出力される三角波信号CAR の極性を反転
して180°の位相差を持つ三角波信号CARXを出力す
る。整流回路45は三角波信号CAR とCARXの正電圧のみ
を取り出して加算し、図7に示すように三角波信号CAR
の周期T0 の1/2の周期(2倍の周波数)の新たな三
角波信号CARaを出力する。また、整流回路46は三角波
信号CAR とCARXの負電圧のみを取り出して加算し、三角
波信号CAR の周期T0 の1/2の周期(2倍の周波数)
で、三角波信号CARaに対して180°の位相差を持つ三
角波信号CARbを出力する。PWM制御部32a、32b
は電流制御部30a、30bから出力される電流制御信
号を三角波信号CARa、CARbとそれぞれ比較してPWM信
号G1a、G1bを出力し、IGBT25a、25bをオン
・オフする。なお、三角波信号CARa、CARbはゼロ電位を
基準として正と負にスイングするが、電流制御部30
a、30bの積分動作により自動的に適度なバイアスが
加えられ適度なパルス幅のPWM信号G1a、G1bが得ら
れる。
に、三角波信号CAR の周期T0 を2分するように1、0
の論理値で変化する信号が出力され、反転回路34はロ
ジック信号SEL の論理値が反転した信号SELBを出力す
る。ゲート回路35と36は三角波信号CAR に同期した
ロジック信号SEL とSELBに基づいてゲート信号G2a、G
2bとG3a、G3bを出力し、IGBT37a、37bとI
GBT38、38bを同期させてオン・オフする。これ
により変圧器7A と7B の一次巻線に供給される電流が
同期して切換えられ、二次巻線から同位相の交流電流が
出力され、2個の放電灯8a 、8b に電力を供給するこ
とが可能となる。この場合、三角波信号CARaとCARbが1
80°の位相差を持っているので、IGBT25aと2
5bが同時にオフすることがなく、交流出力電流の半サ
イクル期間にチョッパ回路40a と40b が時間差を持
って直流電流を供給し、リアクトル6a 、6b に流れる
直流電流を同時に遮断することがなく、浮遊インダクタ
ンスによるサージ電圧が半減し、コンデンサ22のリッ
プル電流も半減し、パルス幅変調による直流電圧Vd の
変動を少なくすることができる。また、変圧器7A と7
B の二次巻線を並列接続して2倍の交流電流を出力する
ことが可能となる。
れると、電流基準I* を調整するための信号を出力し、
電流基準回路75は前述した実施例と同様にして電流基
準I* を出力する。従って、外部からの調光指令Ls に
より点灯管に供給する電流をを自由に調整することがで
き、容易に調光することができる。
常の変圧器を用いて装置を小形化することができ、調光
指令により放電灯の電流を制御し電源電圧を変えること
なく容易に調光を行うことが可能となり、交流電源の電
圧変動があっても過大な電流を流すことがなく、信頼性
の高い放電灯の運転を行うことが可能となる。
応する実施例の構成図。
要部構成図。
応する実施例の構成図。
実施例の構成図。
(b)はその作用を説明するための波形図。
…コンデンサ 6…リアクトル 7…変圧器 8…放電灯 25…IGBT 23、24、2
6、27…ダイオード 37、38…IGBT 29…関数発生
部 30…電流制御部 31…三角波発
生器 32…PWM制御部 33…レベル検
出部 35、36…ゲート回路 39…ピーク検
出回路 40…チョッパ回路 41…増幅器 42…切換指令部 43…切換回路 44…反転回路 45、46…整
流回路 47…調整部 50…インバー
タ回路 61…ダイオード 62…コンデン
サ 63…DC/DCコンバータ 71…関数発生部 72、73…バ
イアス回路 74…タップ切換部 75…電流基準
回路
Claims (19)
- 【請求項1】交流電圧を整流して直流電圧を得る整流部
と、前記直流電圧に基づいて電流基準を生成し、この電
流基準に基づいて前記直流電圧のパルス幅変調を行い、
電流基準に対応した直流電流を出力するスイッチ素子を
有するチョッパ回路と、前記パルス幅変調の変調周期で
前記直流電流を1サイクルの交流電流に変換するインバ
ータ回路を備え、変換された交流電流を放電灯に供給す
ることを特徴とする放電灯用電源装置。 - 【請求項2】請求項1に記載の放電灯用電源装置におい
て、前記電流基準と前記チョッパ回路から出力される電
流の検出値とを比較して前記スイッチ素子をオン・オフ
制御する制御部を備え、整流部の交流入力電流を高力率
に制御することを特徴とする放電灯用電源装置。 - 【請求項3】請求項2に記載の放電灯用電源装置におい
て、前記制御部は、前記電流基準と前記チョッパ回路か
ら出力される電流の検出値とを比較して前記スイッチ素
子をオン・オフしパルス幅変調制御する電流制御部と、
前記パルス幅変調の変調周期で前記直流電流を1サイク
ルの交流電流に変換するように前記インバータ回路を制
御するインバータ制御部を備え、チョッパ回路とインバ
ータ回路の動作周期を同期させることを特徴とする放電
灯用電源装置。 - 【請求項4】請求項3に記載の放電灯用電源装置におい
て、前記電流制御部は、前記電流基準と前記チョッパ回
路から前記インバータ回路に供給される電流のピーク値
とを比較して前記スイッチ素子をオン・オフしパルス幅
変調制御を行うことを特徴とする放電灯用電源装置。 - 【請求項5】請求項4に記載の放電灯用電源装置におい
て、前記制御部は、前記直流電圧と調光指令に基づいて
電流基準を生成する電流基準発生部を備え、前記直流電
圧の所定電圧以上の範囲で前記電流基準が調光のために
変化し、前記直流電圧の最低電圧において安定した電流
を流す低レベルの電流基準となるように調光指令を与え
ることを特徴とする放電灯用電源装置。 - 【請求項6】請求項5に記載の放電灯用電源装置におい
て、前記調光指令は第1、第2、第3調光指令でなり、
前記電流基準発生部は、第1調光指令に基づいて前記直
流電圧に比例した第1電流基準を生成し、第2調光指令
と第3調光指令に基づいて第1バイアス量と第2バイア
ス量を決定し、前記第1電流基準に前記第2バイアス量
を加算すると共に、前記直流電圧が所定電圧以上のとき
前記第1バイアス量を減算して前記電流基準を生成する
ことを特徴とする放電灯用電源装置。 - 【請求項7】請求項5に記載の放電灯用電源装置におい
て、前記制御部は、前記インバータ回路に供給される電
流が所定値を越えたとき点灯信号を出力するレベル検出
部を備え、起動時には低電流の電流基準とし、点灯信号
が検出されたとき通常運転の電流基準となるように調光
指令を与えることを特徴とする放電灯用電源装置。 - 【請求項8】請求項7に記載の放電灯用電源装置におい
て、前記インバータ回路は交流電流を出力する巻線にタ
ップを有する変圧器(変成器)を備え、起動時には高い
電圧のタップから放電灯に交流電流を供給し、点灯信号
が検出されたとき低い電圧のタップに切換えることを特
徴とする放電灯用電源装置。 - 【請求項9】請求項8に記載の放電灯用電源装置におい
て、調光指令により前記変圧器の巻線のタップを切り換
えるタップ切換手段を備え、放電灯に供給する電流を低
電流に調整するとき調光指令により強制的に高い電圧の
タップに切り換えることを特徴とする放電灯用電源装
置。 - 【請求項10】交流電圧を整流して直流電圧を得る整流
部と、前記直流電圧に基づいて電流基準を生成し、この
電流基準に基づいて前記直流電圧のパルス幅変調を行
い、それぞれ電流基準に対応した直流電流を出力する2
組のチョッパ回路と、出力されたそれぞれの直流電流を
同相の交流電流に変換する2組のインバータ回路を備
え、2組の放電灯に交流電流を供給可能にしたことを特
徴とする放電灯用電源装置。 - 【請求項11】請求項10に記載の放電灯用電源装置に
おいて、前記電流基準と前記2組のチョッパ回路から出
力される電流の検出値とを比較して前記2組のチョッパ
回路をそれぞれパルス幅変調制御する2組の電流制御部
を備え、整流部の交流入力電流を高力率に制御すること
を特徴とする放電灯用電源装置。 - 【請求項12】請求項11に記載の放電灯用電源装置に
おいて、前記2組の電流制御部は、電流基準と前記2組
のチョッパ回路から出力される電流の検出値との偏差を
位相差を有する変調信号と比較してそれぞれパルス幅変
調のためのPWM信号を出力する2組のパルス幅変調部
を備え、このPWM信号によりそれぞれ前記2組のチョ
ッパ回路を制御することを特徴とする放電灯用電源装
置。 - 【請求項13】請求項12に記載の放電灯用電源装置に
おいて、前記変調信号の変調周期の2倍の周期で前記直
流電流を1サイクルの交流電流に変換するように前記2
組のインバータ回路を制御する2組のインバータ制御部
を備え、チョッパ回路とインバータ回路の動作周期を同
期させると共に、2組のインバータ回路から出力する交
流電流の位相を一致させることを特徴とする放電灯用電
源装置。 - 【請求項14】請求項1又は請求項10に記載の放電灯
用電源装置において、前記チョッパ回路は、一端が前記
整流部の一端に接続され他端がリアクトルの一端と第1
ダイオードの一端に接続されたスイッチ素子と、前記ス
イッチ素子の一端と前記リアクトルの他端間に接続され
た第2ダイオードと、前記スイッチ素子の一端と前記第
1ダイオードの他端及び前記整流部の他端間に接続され
たコンデンサでなり、前記スイッチ素子をオン・オフし
て電流基準に応じた直流電流を出力することを特徴とす
る放電灯用電源装置。 - 【請求項15】請求項1又は請求項10に記載の放電灯
用電源装置において、前記インバータ回路は、中間タッ
プを持つ一次巻線を有する変圧器と、前記一次巻線の両
端部にそれぞれ一端が接続され他端が共通接続された2
組のスイッチ回路と、前記一次巻線の両端部に接続され
たコンデンサとを備え、前記中間タップと2組のスイッ
チ回路の共通接続点間に前記直流電流が供給され、2組
のスイッチ回路を交互にオン・オフすることにより前記
変圧器の巻線から交流電流を供給することを特徴とする
放電灯用電源装置。 - 【請求項16】請求項15に記載の放電灯用電源装置に
おいて、前記2組のスイッチ回路を、それぞれダイオー
ドとスイッチ素子の直列回路で構成することを特徴とす
る放電灯用電源装置。 - 【請求項17】請求項15に記載の放電灯用電源装置に
おいて、前記2組のスイッチ回路を、それぞれダイオー
ドが逆並列に接続されたスイッチ素子で構成することを
特徴とする放電灯用電源装置。 - 【請求項18】請求項1又は請求項10に記載の放電灯
用電源装置において、前記変圧器は、中間タップを持つ
一次巻線のみとし、この一次巻線に放電灯を接続するた
めのタップを設け、このタップから交流電流を供給する
ことを特徴とする放電灯用電源装置。 - 【請求項19】請求項1又は請求項10に記載の放電灯
用電源装置において、前記チョッパ回路の出力電流が所
定値を越えたとき、点灯信号を出力するレベル検出器を
備え、この点灯信号により前記放電灯の点灯状態を判定
することを特徴とする放電灯用電源装置。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP8182891A JP2851266B2 (ja) | 1996-07-12 | 1996-07-12 | 放電灯用電源装置 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP8182891A JP2851266B2 (ja) | 1996-07-12 | 1996-07-12 | 放電灯用電源装置 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH1032983A true JPH1032983A (ja) | 1998-02-03 |
JP2851266B2 JP2851266B2 (ja) | 1999-01-27 |
Family
ID=16126212
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP8182891A Expired - Fee Related JP2851266B2 (ja) | 1996-07-12 | 1996-07-12 | 放電灯用電源装置 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP2851266B2 (ja) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2007082317A (ja) * | 2005-09-14 | 2007-03-29 | Fuji Electric Fa Components & Systems Co Ltd | 電力システム |
CN102711348A (zh) * | 2012-06-21 | 2012-10-03 | 李立 | 一种uv灯数字多级驱动电源 |
-
1996
- 1996-07-12 JP JP8182891A patent/JP2851266B2/ja not_active Expired - Fee Related
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Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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JP2007082317A (ja) * | 2005-09-14 | 2007-03-29 | Fuji Electric Fa Components & Systems Co Ltd | 電力システム |
CN102711348A (zh) * | 2012-06-21 | 2012-10-03 | 李立 | 一种uv灯数字多级驱动电源 |
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---|---|
JP2851266B2 (ja) | 1999-01-27 |
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